Question

20．某混合動力汽車在平直公路上以72km/h勻速行駛10min后，其內(nèi)燃機(jī)消耗了汽油1.67L，假設(shè)汽油完全燃燒所釋放能量的一半轉(zhuǎn)化為牽引力做功和給動力電池充電，其中動力電池儲存的電能增加了7.2×10⁶J，試求：
（1）汽車在這段時間內(nèi)行駛的路程．
（2）汽車勻速行駛時受到的阻力是多大？（汽油的密度為0.72g/cm³，汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg，且Q_放=qm）

Answer 1

分析 （1）知道汽車的速度和行駛時間，利用s=vt求汽車在這段時間內(nèi)行駛的路程；
（2）已知汽油的熱值和質(zhì)量，根據(jù)Q_放=qm可以計算汽油完全燃燒釋放的熱量；根據(jù)題意得出汽車?yán)�用的能量，汽車牽引力做功（汽車克服阻力做功）等于汽車�(yán)�用的能量減去動力電池增加的能量；再利用W=Fs求汽車受到的阻力．

解答 解：
（1）汽車行駛時間為：t=10min=$\frac{1}{6}$h，
由v=$\frac{s}{t}$得汽車行駛路程：
s=vt=72km/h×$\frac{1}{6}$h=12km=1.2×10⁴m，
（2）內(nèi)燃機(jī)消耗汽油的體積V=1.67L=1.67dm³=1670cm³，
汽油的質(zhì)量：
m_汽油=ρ_汽油V=0.72g/cm³×1670cm³=1202.4g=1.2024kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×1.2024kg=5.53104×10⁷J；
汽油完全燃燒放出的能量的一半轉(zhuǎn)化為牽引力做功和給動力電池充電，汽車?yán)�用的能量為�?br />Q═50%Q_放=50%×5.52104×10⁷J=2.76552×10⁷J，
汽車牽引力做的功：
W=Q-W_電=2.76552×10⁷J-7.2×10⁶J=2.04552×10⁷J；
因為汽車牽引力做功等于克服阻力做功W=F_阻s，
所以汽車受到的阻力：
F_阻=$\frac{W}{s}$=$\frac{2.04552×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{4}m}$=1704.6N．
答：（1）汽車在這段時間內(nèi)行駛的路程為1.2×10⁴m．
（2）汽車勻速行駛時受到的阻力是1704.6N．

點評 本題考查燃料完全燃燒放出的熱量、牽引力做功和汽車所受阻力的計算，還涉及到速度公式的應(yīng)用，能求牽引力做功是關(guān)鍵．