Question

【題目】油電混合動(dòng)力汽車是新型節(jié)能汽車之一.這種汽車啟動(dòng)時(shí)內(nèi)燃機(jī)并不工作，由動(dòng)力蓄電池組通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)向車輪輸送能量；當(dāng)以高速勻速行駛或動(dòng)力蓄電池組儲(chǔ)存能量過(guò)低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)，此時(shí)在向車輪輸送能量的同時(shí)也給動(dòng)力蓄電池組輸送能量.已知某型號(hào)混合動(dòng)力汽車所用的動(dòng)力蓄電池組儲(chǔ)存的最大能量是1.0×108J.若測(cè)試人員駕駛該車在平直公路上以80km/h的測(cè)試車速勻速行駛0.5h，內(nèi)燃機(jī)消耗燃油2.5kg，同時(shí)蓄電池組的能量增加了它最大儲(chǔ)存能量的10%；從汽車的使用說(shuō)明書中知道，汽車行駛時(shí)所受阻力f和車速v的關(guān)系如圖所示.則：

（1）該汽車測(cè)試行駛中牽引力做了多少功？
（2）該汽車測(cè)試行駛中若燃油完全燃燒可放出多少熱量？
（3）該汽車內(nèi)燃機(jī)的效率是多大？（假設(shè)燃油完全燃燒，燃油的熱值為4.6×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖象可知，汽車以80km/h做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力f=900N，

∵汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，∴汽車受到的牽引力：F=f=900N，

∵v=s/t，∴汽車行駛的距離：s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m，

該汽車測(cè)試行駛中牽引力做的功：W=Fs=900N×40000m=3.6×107 J；

（2）解：燃油放出的熱量：Q放 =mq=2.5kg×4.6×107 J/kg=1.15×108 J；
（3）解：蓄電池增加的電能：W′=1.0×108 J×10%=1.0×107 J，

有效利用的能量：W有用 =W+W′=3.6×10^7 J+1.0×107 J=4.6×107 J，

內(nèi)燃機(jī)的效率：η=W有/Q放×100%=4.6×107J/1.15×108J×100%=40%

【解析】本題綜合考查了牽引力做功、燃燒放熱、內(nèi)燃機(jī)的效率的計(jì)算，根據(jù)題目所給的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，理解公式中各物理量的含義是正確解題的關(guān)鍵.

【考點(diǎn)精析】掌握熱機(jī)的概念和效率是解答本題的根本，需要知道熱機(jī)：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，統(tǒng)稱為熱機(jī)．熱機(jī)的效率：用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率．熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)．