《2025年一遍过九年级物理全一册沪科版》

考向2 反向推理——求W有、P、F或f、s、v
2 小明爸爸利用该汽车进行自驾游,行驶了240km,消耗汽油约12kg,在这个过程中汽油机的效率约为30%。求：
(1)12kg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： 2 解：
(1)消耗汽油的质量m=12 kg，
汽油的热值q=4×10⁷ J/kg，
汽油完全燃烧放出的热量
Q=qm=4×10⁷ J/kg×12 kg=4.8×10⁸ J。
(2)由η=W/Q，可知汽车发动机输出的有用功
W=ηQ=30%×4.8×10⁸ J=1.44×10⁸ J。
(3)汽车匀速行驶的路程s=240 km=2.4×10⁵ m，
由W=Fs可知，牵引力F=W/s=1.44×10⁸ J/2.4×10⁵ m=600 N，
根据二力平衡条件，汽车匀速行驶过程中所受的阻力f=F=
600 N。

3 读表得数据,结合P= Fv 该车的油箱最大可加40kg汽油,它行驶时所受阻力的大小与速度的关系见下表。已知汽车发动机汽油完全燃烧的能量转化为机械能的效率约为30%。求：
|速度$v(m·s⁻^1)$|10|20|30|40|
|阻力f/N|$0.3×10^2$|$1.2×10^2$|$2.7×10^2$|$3.6×10^2$|
(1)当汽车以30m/s的速度行驶时,发动机的输出功率。
(2)油箱中加满汽油,这些汽油完全燃烧获得的能量。
(3)汽车油箱加满汽油,并且以30m/s的速度行驶时,汽车的最长行驶时间。

答案： 3 解：
(1)当汽车以30 m/s的速度行驶时，发动机的牵引力
F=f=2.7×10² N，
发动机输出功率P=W/t=Fs/t=Fv=2.7×10² N×30 m/s=
8.1×10³ W。
(2)油箱中加满汽油时，汽油的质量m=40 kg，
汽油的热值q=4×10⁷ J/kg，
汽油完全燃烧放出的热量
Q=qm=4×10⁷ J/kg×40 kg=1.6×10⁹ J。
(3)油箱加满汽油，由η=W/Q可知，汽油全部完全燃烧可转化
为的机械能W=ηQ=30%×1.6×10⁹ J=4.8×10⁸ J，
汽车的最长行驶时间t=W/P=4.8×10⁸ J/8.1×10³ W≈59259.3 s。

考向3 反向推理——求m
4 若该车油箱里有30kg汽油,小明爸爸驾车沿高速公路行驶300km。假设该车是匀速行驶,且受到的阻力为920N,该车的效率约为30%。求：
(1)该车到达目的地牵引力所做的功。
(2)油箱中汽油完全燃烧释放的热量。
(3)通过计算说明汽车行驶途中是否需要加油。

答案： 4 解：
(1)该车匀速行驶，牵引力F=f=920 N，
行驶的路程s=300 km=3×10⁵ m，
牵引力做的功W=Fs=920 N×3×10⁵ m=2.76×10⁸ J。
(2)汽油的质量m=30 kg，
汽油的热值q=4×10⁷ J/kg，
汽油完全燃烧放出的热量
Q=qm=4×10⁷ J/kg×30 kg=1.2×10⁹ J。
(3)由η=W/Q可知，汽油完全耗尽时汽车所做的功
W总=ηQ=30%×1.2×10⁹ J=3.6×10⁸ J＞W，
故行驶途中不需要加油。