问题 问答题

李老师的家离学校大约10km,为了便于上下班,他购买了一部轻便摩托车来代步,使用的燃料为93#汽油.根据表提供的数据,请回答:

(1)如果李老师上班时骑车的平均速度为36km/h,试根据表中所提供的有关信息,为李老师计算一下,他骑车从家到学校至少需花多少油费?

轻便摩托车93#汽油
燃料汽油密度0.7×103kg/m3
油箱容量7L热值4.5×107J/kg
功率6kW价格4.90元/L
(2)小洪同学学过物理以后,给李老师建议:在上述条件不变的情况下,采用加快车速缩短时间的办法,就一定可以省油费.请你根据自己掌握的知识,分析说明这种方法是否可行.

答案

(1)因为李老师的骑车速度为v=36km/h=10m/s

∵v=

s
t

∴李老师上学校所用的时间t=

s
v
=
10000m
10m/s
=1000s,

摩托车所做的功应为W=Pt=6×103W×1000s=6×106J,

∵所用的汽油放出的热量应为Q=W=6×106J,Q=mq,

∴所以上学校时须用的汽油的质量为:m=

Q
q
=
6×106J
4.5×107J/kg
≈0.133kg,

∵ρ=

m
V

∴所用汽油的体积V=

m
ρ
=
0.133kg
0.7×103kg/m3
=0.19×10-3m3=0.19L,

所以,李老师上学校应花去油费4.90元/L×0.19L=0.93元;

(2)单独从t=

s
v
和W=pt来考虑,在功率P不变的情况下,提高车速可以减小发动机所做功,好象可以省油.但根据W=Fs和P=
W
t
可得,P=Fv,也就是说,在行驶阻力不变的情况下,提高车速v,必然导致发动机的功率P增大,发动机所做的功W增大,进而导致汽油量增大,所以单纯靠提高车速并不一定能减小发动机所做的功、达到省油的目的.故该种方法不可行.

答:(1)他骑车从家到学校至少需花0.93元的油费.

(2)不可行,如上所述.

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