李老师的家离学校大约10km,为了便于上下班,他购买一部轻便摩托车来代步,使用的燃料为93#汽油,根据表中提供的数据,请回答:
(1)如果李老师上班时骑车的平均速度为36km/h,为李老师计算一下,他骑车从家到学校至少多长时间?
(2)李老师骑车从家到学校摩托车牵引力所做的功为多少?
(3)若不考虑热量损失,需要消耗汽油的体积为多少?
(4)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,并说明理由.
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 | 7.5元/L |
(1)v=36km/h=10m/s;
T=
=s v
=1×103s;10000m 10m/s
(2)摩托车所做的功应为:W=pt=6×103W×1×103s=6×106J;
(3)所用的汽油放出的热量应为:Q=W;
汽油的质量为:m=
=Q q
=0.133kg;6×106J 4.5×107J/kg
所用汽油的体积为:V=
=m q
=0.19×10-3m3;0.133kg 0.7×103kg/m3
(4)不可行;
理由:单独从t=
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=s v
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;w t
答:(1)李老师从家到学校的时间为1×103s;(2)摩拖车所做的功为6×106J;(3)所用汽油的体积为0.19×10-3m3;(4)不可行.