Question

【题目】一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了30min．汽车所受阻力为1000N，问：
（1）汽车发动机所做的功为多少焦耳？
（2）汽车发动机的功率是多少瓦特？
（3）如图所示，请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？

Answer 1

【答案】
（1）

由 v=可得，s=vt=72km/h×h=36km=36000m，因为汽车在平直公路上匀速行驶，牵引力等于阻力，即F=f=1000N，汽车发动机所做的功

W=Fs=1000N×36000m=3.6×107J；

（2）

汽车发动机的功率P====2×104W；

（3）

机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；大车质量大，在速度相同时，其惯性大、动能也大，所以遇到紧急情况不容易刹车，且发生事故时伤害更严重．

【解析】（1）由 v=可得， s=vt=72km/hh=36km=36000m ，因为汽车在平直公路上匀速行驶，牵引力等于阻力，即F=f=1000N，汽车发动机所做的功W=Fs=1000N×36000m=3.6×107J；
（2）汽车发动机的功率 ；
（3）动能与质量和速度有关：质量越大，动能越大；速度越大，动能越大；机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶； 惯性与质量有关，质量越大，惯性越大，大车质量大，在速度相同时，其惯性大、动能也大，所以遇到紧急情况不容易刹车，且发生事故时伤害更严重，在同样的道路上，对质量较小的车，其允许的速度可大些，所以对不同车型设定不一样的最高行驶速度．
答：（1）汽车发动机所做的功为 ，（2）汽车发动机的功率是 ；（3）机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；大车质量大，在速度相同时，其惯性大、动能也大，所以遇到紧急情况不容易刹车，且发生事故时伤害更严重．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用功的计算和功率的计算与测量的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．