Question

【題目】油電混合動力汽車是新型節(jié)能汽車之一。這種汽車啟動時內(nèi)燃機并不工作，由動力蓄電池組通過驅(qū)動電機向車輪輸送能量；當以高速勻速行駛或動力蓄電池組儲存能量過低時，內(nèi)燃機啟動，此時在向車輪輸送能量的同時也給動力蓄電池組輸送能量。如圖是某型號混合動力汽車，總質(zhì)量1200kg，每個車輪與地面接觸面積20cm2;所用的動力蓄電池組儲存的最大能量是1．0×108J。若測試人員駕駛該車在平直公路上以80km/h的測試車速勻速行駛0．5h，內(nèi)燃機消耗燃油2．5kg，同時蓄電池組的能量增加了它最大儲存能量的10%；從汽車的使用說明書中知道，汽車行駛時所受阻力f和車速v的關(guān)系如圖所示。則：

（1）該汽車靜止時對水平地面的壓強。（取g=10N/kg）;

（2）該汽車測試行駛中牽引力做了多少功？

（3）該汽車測試行駛中若燃油完全燃燒可放出多少熱量？

（4）該汽車內(nèi)燃機的效率是多大？（假設(shè)燃油完全燃燒，燃油的熱值為4．6×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）1.5×106pa (2)3.6×107J (3) 1.15×108 J (4)40%

【解析】（1）該車的重力G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，車與地面的接觸面積為S=4×20cm2=80cm2=0.008m2，所以該汽車靜止時對水平地面的壓強p=F/S=G/S=12000N/0.008m2=1.5×106pa；（2）汽車是勻速行駛的，牽引力等于阻力，由圖示可知，當速為80km/h時的阻力為900N，則牽引力為900N，汽車在平直公路上通過的路程為40km，所以牽引力做功為W=Fs=900N×40000m=3.6×107J；（3）該汽車測試行駛中若燃油完全燃燒可放出的熱量為Q=mq=2.5kg×4.6×107J/kg=1.15×108J；（4）內(nèi)燃機用來做有用功的能量為W有=1.0×108J×10%=1.0×107J，所以該汽車內(nèi)燃機的效率是η=（W有+W）/Q=（1.0×107J+3.6×107J）/1.15×108J=40%。