《2025年新课程示径学案作业设计九年级物理全一册苏科版》

24. 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其 $v - t$ 图像如图所示,在第 10 s 时速度达到 20 m/s,此时通过的路程为 120 m,汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为 $F_{f}= 6000N$,已知汽油的热值 $q = 5× 10^{7}J/kg$.求:
(1) 在 $0\sim 10s$ 内汽车的平均速度.
(2) 汽车在 $0\sim 10s$ 内汽车发动机产生的牵引力所做的功.
(3) 若汽车 $0\sim 10s$ 内消耗了 0.06 kg 汽油,求该车的效率 $\eta$.

答案：
(1) $ v_{平均}=\frac{s}{t}=\frac{120\,m}{10\,s}=12\,m/s $
(2) 10s后汽车匀速运动，牵引力 $ F=F_{f}=6000\,N $，功率 $ P=Fv=6000\,N×20\,m/s=1.2×10^{5}\,W $，牵引力做功 $ W=Pt=1.2×10^{5}\,W×10\,s=1.2×10^{6}\,J $
(3) 汽油燃烧放热 $ Q_{放}=mq=0.06\,kg×5×10^{7}\,J/kg=3×10^{6}\,J $，效率 $ \eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.2×10^{6}\,J}{3×10^{6}\,J}×100\%=40\% $