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例5 五一期间，小明的爸爸利用家中的汽车进行了自驾旅游，汽车以120 km/h的速度匀速直线行驶了2 h，从油量指示表上估计出消耗汽油约16 L。汽油的密度$\rho = 0.75×10^{3}$ kg/m³，汽油的热值$q = 4.5×10^{7}$ J/kg。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30％。求：
（1）16 L汽油完全燃烧放出的热量。
（2）汽车发动机输出的有用功。
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
（1）16 L汽油完全燃烧放出的热量。
（2）汽车发动机输出的有用功。
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
答案：
(1)消耗汽油的体积:
V = 16L = 16dm³ = 0.016m³，
消耗汽油的质量:m = ρV = 0.75×10³kg/m³×0.016m³ = 12kg，
汽油完全燃烧所释放的热量:Q放 = mq = 12kg×4.5×10⁷J/kg = 5.4×10⁸J。
(2)发动机的效率为30%，由η = W有用/Q放×100%得，发动机输出的有用功:W有用 = ηQ放 = 30%×5.4×10⁸J = 1.62×10⁸J。
(3)汽车行驶的路程:s = vt = 120km/h×2h = 240km = 2.4×10⁵m，
由W = Fs可得，汽车的牵引力:F = W有用/s = 1.62×10⁸J/2.4×10⁵m = 675N，因为汽车匀速直线行驶，故汽车所受的阻力:f = F = 675N。
(1)消耗汽油的体积:
V = 16L = 16dm³ = 0.016m³，
消耗汽油的质量:m = ρV = 0.75×10³kg/m³×0.016m³ = 12kg，
汽油完全燃烧所释放的热量:Q放 = mq = 12kg×4.5×10⁷J/kg = 5.4×10⁸J。
(2)发动机的效率为30%，由η = W有用/Q放×100%得，发动机输出的有用功:W有用 = ηQ放 = 30%×5.4×10⁸J = 1.62×10⁸J。
(3)汽车行驶的路程:s = vt = 120km/h×2h = 240km = 2.4×10⁵m，
由W = Fs可得，汽车的牵引力:F = W有用/s = 1.62×10⁸J/2.4×10⁵m = 675N，因为汽车匀速直线行驶，故汽车所受的阻力:f = F = 675N。
一、能量的转移和转化
答案：
内 机械 机械 内 电 内
二、能量守恒定律
答案：
转化 转移 保持不变 减少 内
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