Question

7．隨著生活水平的提高，旅游成了人們休閑的一種重要方式，為了節(jié)約時間，很多景區(qū)都配備了旅游觀光車，如表是某景區(qū)的電動觀光車的技術(shù)參數(shù)．請你根據(jù)要求解答下列問題：

客車質(zhì)量	1100kg	電動機(jī)額定電壓	48V
車身長度	3.6m	最大時速	36km/h
平均行駛里程	≤80km	電動機(jī)效率	80%

（1）若旅游觀光車在水平路面上勻速行駛受到的平均阻力為2×10³N，求該旅游觀光車最大速度勻速行駛0.4h，電動車機(jī)消耗的電能為多少（假設(shè)車行駛過程中所受阻力不變）？
（2）若該旅游觀光車在上述過程中電動機(jī)消耗的電能改為燃燒天然氣來提供的話，則需要燃燒多少m³的天然氣？（天然氣的熱量為4×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）由題知旅游觀光車在水平路面上勻速行駛，觀光車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，據(jù)此求牽引力；知道觀光車最大速度和勻速行駛時間，利用s=vt求行駛的路程；再利用W=Fs求觀光車對外做的有用功；知道電動車的效率，利用效率公式η=$\frac{W}{{W}_{電}}$求電動車機(jī)消耗的電能；
（2）由題知，Q_放=W_電，根據(jù)Q_放=Vq求需要完全燃燒天然氣的體積．

解答 解：
（1）因為旅游觀光車在水平路面上勻速行駛，
所以觀光車受到的牽引力：
F=f=2×10³N，
由v=$\frac{s}{t}$得觀光車最大速度勻速行駛0.4h行駛的路程：
s=vt=36km/h×0.4h=14.4km=1.44×10⁴m，
觀光車對外做的有用功：
W=Fs=2×10³N×1.44×10⁴m=2.88×10⁷J，
電動機(jī)的效率η=$\frac{W}{{W}_{電}}$=80%，
則電動車機(jī)消耗的電能：
W_電=$\frac{W}{η}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{80%}$=3.6×10⁷J；
（2）由題知，Q_放=W_電=3.6×10⁷J，
由Q_放=Vq得需要完全燃燒天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.6×1{0}^{7}J}{4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.9m³．
答：（1）該旅游觀光車最大速度勻速行駛0.4h，電動車機(jī)消耗的電能為3.6×10⁷J；
（2）需要燃燒0.9m³的天然氣．

點評 本題通過旅游觀光車考查了學(xué)生對速度公式、功的公式、效率公式、燃料完全燃燒放熱公式、二力平衡條件的掌握和應(yīng)用，注意一些隱含條件的利用：旅游觀光車在水平路面上勻速行駛，觀光車受力平衡，牽引力等于阻力；電動機(jī)消耗的電能改為燃燒天然氣來提供，Q_放=W_電等．