Question

11．泰安五岳專用汽車有限公司是一家大型的特種專用汽車生產(chǎn)基地．該廠某型號專用車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10^-3m³（假設燃油完全燃燒）．若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，熱值q=4×10⁷J/kg，求：
（1）專用車牽引力是多少牛？
（2）專用車牽引力所做的功是多少焦耳？
（3）已知熱機效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W為熱機在某段時間內(nèi)對外所做的功，Q為它在這段時間內(nèi)所消耗的燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量），則該專用車的熱機效率是多少？

Answer 1

分析 （1）專用車勻速運動，車受到的牽引力和阻力為一對平衡力，知道阻力可求牽引力大�。�
（2）又知道車行駛的路程，利用W=Fs求專用車牽引力所做的功（有用能量）；
（3）已知燃油的熱值和燃油的質量，利用燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq求燃油放出的熱量（總能量）；利用效率公式求該專用車的熱機效率．

解答 解：
（1）因為專用車勻速行駛，在水平方向上受平衡力的作用，
所以，專用車牽引力：F=f=3.0×10³N．
（2）牽引力所做的功：
W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J；
（3）消耗燃油的質量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J；
該專用車的熱機效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）專用車牽引力是3.0×10³N．
（2）專用車牽引力所做的功1.68×10⁷J．
（3）該專用車的熱機效率是35%．

點評 本題涉及的物理知識多，有力學知識二力的平衡、力做功，熱學知識熱量的計算以及效率等知識點，學生要熟練掌握物理公式，并靈活的運用到計算中去．