Question

目前汽車已經(jīng)進(jìn)入百姓的日常生活，已知某型號(hào)的汽車在一段平直的高速公路上勻速行駛，勻速行駛0.5h，觀察儀表盤，發(fā)現(xiàn)這段時(shí)間內(nèi)汽車內(nèi)燃機(jī)消耗燃油5.6L，車速為50km/h，從汽車使用技術(shù)手冊(cè)中，測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)該車使用的燃油的熱值為4.0×10⁷J/kg，汽車行駛時(shí)所受阻力f和車速v的關(guān)系如下圖所示．假設(shè)燃油完全燃燒，不計(jì)內(nèi)燃機(jī)外機(jī)械傳動(dòng)過程中的能量損失．（燃油的密度是0.8×10³kg/m³），試計(jì)算該汽車的（結(jié)果保留2位小數(shù)）
（1）汽車行駛路程是多少？
（2）汽車行駛過程的牽引力做功是多少？
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？提示：η=．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知汽車行駛的速度和時(shí)間，利用s=vt可求汽車行駛的路程；
（2）從圖中可以看出，當(dāng)行駛的速度為50km/h時(shí)，汽車受到的阻力為2000N；因?yàn)槠�車做勻速運(yùn)動(dòng)，所以牽引力等于受到的阻力，根據(jù)公式W=Fs可求汽車行駛過程的牽引力做功（有用功）；
（3）已知汽油的體積和密度，可求汽油的質(zhì)量，根據(jù)公式Q_放=qm可求完全燃燒汽油釋放的熱量（總能量）；汽車做功與釋放熱量的比值就是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
解答：解：（1）汽車行駛路程：s=vt=50km/h×0.5h=25km；
（2）由圖知，當(dāng)v=50km/h時(shí)，汽車受到的阻力f=2000N，
∵汽車勻速行駛，
∴F=f=2000N；      
汽車行駛過程的牽引力做功：
W=Fs=2000N×25000m=5×10⁷J；
（3）汽油的質(zhì)量：m=ρV=0.8×10³kg/m³×5.6×10^-3m³=4.48kg；
完全燃燒釋放的熱量：Q_放=qm=4.0×10⁷J/kg×4.48kg=1.792×10⁸J；       
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η===27.9%．
答：（1）汽車行駛路程是25km；
（2）汽車行駛過程的牽引力做功是5×10⁷J；
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是27.9%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查路程、做功、熱量、效率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要學(xué)會(huì)分析圖象，從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．