《2025年一遍过九年级物理全一册苏科版》

2 小明爸爸利用该汽车进行自驾游,假设匀速行驶了240km,消耗汽油12kg,在这个过程中汽油机的效率为30%。汽油的热值q取$$ 4.6 × 10^{7} J/kg $$,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： 解：
(1)消耗汽油的质量m=12 kg，汽油的热值q=4.6×10⁷ J/kg，完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×10⁷ J/kg×12 kg=5.52×10⁸ J。
(2)汽车发动机输出的有用功W=ηQ=30%×5.52×10⁸ J=1.656×10⁸ J。
(3)汽车匀速行驶路程s=240 km=2.4×10⁵ m，牵引力F=W/s=1.656×10⁸ J/2.4×10⁵ m=690 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=690 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是30%。汽油的热值q取$$ 4.6 × 10^{7} J/kg $$,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： 解：
(1)当汽车以30 m/s的速度行驶时，发动机牵引力F=f=2.7×10² N，发动机输出功率P=Fv=2.7×10² N×30 m/s=8.1×10³ W。
(2)油箱加满油时，汽油的质量m=40 kg，汽油的热值q=4.6×10⁷ J/kg，完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×10⁷ J/kg×40 kg=1.84×10⁹ J。
(3)汽车能做的有用功最大为W=ηQ=30%×1.84×10⁹ J=5.52×10⁸ J，汽车的行驶时间最长为t=W/P=5.52×10⁸ J/8.1×10³ W≈68148 s。

4 若该车油箱里有30kg汽油,小王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,该车的效率为30%,汽油的热值q取 4.6 × 10^{7} J/kg ,求：
(1)该车到达目的地牵引力所做的功。
(2)油箱中燃料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。
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答案： 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=4.6×10⁷ J/kg，完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×10⁷ J/kg×30 kg=1.38×10⁹ J。
(3)汽油完全耗尽时汽车所做的有用功W有用=ηQ=30%×1.38×10⁹ J=4.14×10⁸ J＞W，故行驶途中不需要加油。