一辆小轿车油箱内装满35kg汽油，在高速公路上匀速行驶300公里，受到的阻力是920N．已知该车效率是30%，汽油的热值是4.6×107J/㎏．求：（1）汽车行驶时牵引力做的功是多少？（2）通过计算

Question

一辆小轿车油箱内装满35kg汽油，在高速公路上匀速行驶300公里，受到的阻力是920N．已知该车效率是30%，汽油的热值是4.6×10⁷J/㎏．求：
（1）汽车行驶时牵引力做的功是多少？
（2）通过计算说明汽车行驶途中是否需要加油？
（3）试说出使用汽油机的优点和缺点各一个．

Answer 1

已知：油箱内汽油的质量m=35kg，行驶路程s=300km=3×10⁵m，受到的阻力是f=920N，该车效率是η=30%，汽油的热值是q=4.6×10⁷J/㎏．
求：（1）汽车行驶时牵引力做的功W=？
（1）∵轿车匀速行驶，f=920N，
∴轿车的牵引力：
F=f=920N，
汽车到达目的地牵引力所做的功：
W=Fs=920N×3×10⁵m=2.76×10⁸J．
（2）35kg汽油完全燃烧放出的热量为：
Q_放=mq=35kg×4.6×10⁷J/kg=1.61×10⁹J，
∵汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，
∴可以转化成的机械能（牵引力做功）：
W′=Q_放η=1.61×10⁹J×30%=4.83×10⁸J＞2.76×10⁸J．
∴汽车在行驶途中不需要加油．
（3）汽油机的优点是：轻巧、便利；
缺点是：功率较小，效率较低．
答：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功为2.76×10⁸J．
（2）汽车在行驶途中不需要加油．
（3）汽油机的优点是：轻巧、便利；
缺点是：功率较小，效率较低．