张老师的家离学校有2km的距离,为了便于上下班,他购置了一部QM-125型的轻便摩托车来代步,使用的燃料为93#汽油.
1.如果张老师上班时骑车的平均速度为18km/h,试根据右边两个表格提供的有关信息,为张老师计算一下,他从家里骑车到学校需花多少油费?
2.由于目前汽油的价格在不断地上涨,为了节省油费,张老师骑车的平均速度应当适当地减慢或加快,请用所学过的知识加以分析.
(1)因为张老师的骑车速度为v=18km/h=5m/s
∵v=
,s t
∴张老师上学校所用的时间t=
=s t
=400s,2000m 5m/s
摩托车所做的功应为W=Pt=6×103W×400s=2.4×106J,
∵所用的汽油放出的热量应为Q=
=W η
=107J,2.4×106J 24%
∴所以上学校时须用的汽油的质量为:m=
=Q q
=0.22kg,107J 4.5×107J/kg
∵ρ=
,m V
∴所用汽油的体积V=
=m ρ
=0.31×10-3m3=0.31L,0.22kg 0.7×103kg/m3
所以,张老师上学校应花去油费4.90元/L×0.31L=1.52元;
(2)由上题的计算结果可知,要减少油费,必须减少摩托车所做的功,由W=Pt可知,在摩托车功率一定的情况下,必须减少摩托车的行驶时间,又v=
可知,在路程一定时,只有适当地提高车速才能减少车的行驶时间,所以张老师如要节省油费开支,必须适当地提高车速.s t
答:(1)张老师从家里骑车到学校需花1.52元油费.
(2)要减少油费,必须减少摩托车所做的功,由W=Pt可知,在摩托车功率一定的情况下,必须减少摩托车的行驶时间,又v=
可知,在路程一定时,只有适当地提高车速才能减少车的行驶时间,所以张老师如要节省油费开支,必须适当地提高车速.s t