Question

【題目】某款油電混合動力小汽車，具有省油、能量利用率高等特點，其相關信息如表．在某次水平道路測試中，該車以中速勻速行駛170km，共消耗汽油10L．測試過程中，內燃機既向車輪提供能量，又向蓄電池充電，同時蓄電池又將部分能量通過電動機向車輪輸送，此時，內燃機和電動機共同驅動車輛前進．之后，工作人員又進行了制動測試，描繪出了制動距離（從剎車開始到車停止的距離）與制動時的速度關系圖象，如圖所示．

驅動模式	純電動	啟動、低速
	油電混動	中速
	純燃油	高速
汽車質量	1200kg
車輪與地面總接觸面積	0.096m3

（1）由圖象可知，車速越 ，制動距離越長．

（2）該車空載靜止時，對水平地面的壓強是多少？（g取10N/kg）

（3）在水平道路中速勻速行駛測試中，若平均阻力為1000N，牽引力做的功是多少？

（4）在水平道路中速勻速行駛測試中，若該車內燃機的效率為53%，此過程最終使蓄電池增加了多少能量？（忽略蓄電池和電動機的熱損失，ρ汽油取0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）大；（2）1.25×105Pa；（3）1.7×108J．（4）6.6×105J

【解析】

試題分析：（1）由圖象可知，汽車的速度越大，停車距離會隨著反應距離的變長而變長，即制動距離越長；（2）汽車的重力：G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，汽車靜止時對水平地面的壓力：F=G=12000N，受力面積S=0.096m2，該車空載靜止時，對水平地面的壓強p===1.25×105Pa；（3）由題可知，汽車做勻速直線運動，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小是相等的，可得牽引力F牽=f=1000N，汽車牽引力做的功W機械=F牽s=1000N×1.7×105J=1.7×108J；（4）由ρ=可知，車消耗汽油的質量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg，汽油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J，由η=可得，內燃機輸出的有用能量W有用=Q放η=3.22×108J×53%=1.7066×108J；最終蓄電池增加的能量W=W有用﹣W機械=1.7066×108J﹣1.7×108J=6.6×105J。