Question

2．如圖為我國自行生產(chǎn)的高性能汽油和電力混合動力車，車輛的部分參數(shù)如表所示．
（1）汽車在平直的公路上以汽油機為動力勻速行駛時，若受到的阻力恒為2000N，則汽車的最高速度為多少m/s？
（2）汽車在行駛時對路面的壓力比靜止時減�。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）．

發(fā)動機類型	最大輸出功率/KW	效率
汽油機	54	30%
電動機	30	80%

（3）若某次行駛過程中，電動機消耗電能2kW•h，則其輸出的機械能為多少J？若這些機械能由汽油機輸出，至少需要燃燒多少kg的汽油？（汽油熱值為4.6×10⁷J/kg，保留1位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡得出牽引力的大小，然后利用P=Fv計算汽車的最高速度；
（2）車子靜止在水平面上，車子對路面的壓力等于重力；當(dāng)流線型的車子快速行駛時，產(chǎn)生升力，車子對地面壓力減小．
（3）已知電動機消耗電能和電動機的效率，利用η=$\frac{{W}_{機}}{{W}_{電}}$可求得輸出的機械能；利用η=$\frac{{W}_{機}}{{Q}_{放}}$求完全燃燒汽油放出的熱量，再利用Q=mq可求得汽油的質(zhì)量．

解答 解：
（1）因為汽車在平直的公路上勻速行駛，
所以牽引力F=f=2000N，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得汽車的最高速度：
v=$\frac{P}{F}$=$\frac{54000W}{2000N}$=27m/s；
（2）小汽車外型是流線型，當(dāng)汽車高速行駛時，相同時間內(nèi)，空氣經(jīng)過上方的路程比下方路程長，流速大，壓強小，汽車在壓強差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對路面的壓力減小，小于汽車的重力．
（3）由η=$\frac{{W}_{機}}{{W}_{電}}$可得輸出的機械能：
W_機=W_電η=2×3.6×10⁶J×80%=5.76×10⁶J；
若這些機械能由汽油機輸出，放出的熱量：
Q_放=$\frac{{W}_{機}}{η′}$=$\frac{5.76×1{0}^{6}J}{30%}$=1.92×10⁷J，
根據(jù)Q_放=mq可得，至少需要燃燒汽油的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.92×1{0}^{7}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈0.4kg．
答：（1）汽車的最高速度為27m/s；
（2）減��；
（3）若某次行駛過程中，電動機消耗電能2kW•h，則其輸出的機械能為5.76×10⁶J；若這些機械能由汽油機輸出，至少需要燃燒0.4kg的汽油．

點評 本題以高性能汽油和電力混合動力車為背景，考查了功率計算公式的應(yīng)用、能量轉(zhuǎn)化、流體壓強和流速的關(guān)系、電能的計算、效率公式的應(yīng)用，知識點多、綜合性強，要求靈活運用所學(xué)知識，屬于難題．