解题思路:(1)由速度公式的变形公式求出运动时间,然后由W=Pt求出摩托车做的功;由燃烧值公式的变形公式求出需要的汽油量,最后求出需要的油费.
(2)增大车速的同时,虽然时间减小,但是同时将会增大机车的功率,而增大功率就会导致汽油量的增大;可通过做功公式及速度公式得出功率与速度的关系.
(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]=[2000m/5m/s]=400s,
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]=
2.4×106J
24%=107J,
∴所以上学校时须用的汽油的质量为:m=[Q/q]=
107J
4.5×107J/kg=0.22kg,
∵ρ=[m/V],
∴所用汽油的体积V=[m/ρ]=[0.22kg
0.7×103kg/m3=0.31×10-3m3=0.31L,
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=
s/t]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.
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=[s/t]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.
点评:
本题考点: 速度公式及其应用;密度公式的应用;功率计算公式的应用;燃料的热值.
考点点评: 本题综合考查了速度公式、热值公式、功率公式及应用,要求学生能综合分析题意,利用所学知识进行解答.