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(dāng)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.已知某型號混合動力汽車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）該汽車測試行駛中牽引力做了多少功？
（2）該汽車測試行駛中若燃油完全燃燒可放出多少熱量？
（3）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）解：由圖象可知，汽車以80km/h做勻速直線運動時受到的阻力f=900N，

∵汽車勻速直線運動時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，∴汽車受到的牽引力：F=f=900N，

∵v=s/t，∴汽車行駛的距離：s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m，

該汽車測試行駛中牽引力做的功：W=Fs=900N×40000m=3.6×107 J；

（2）解：燃油放出的熱量：Q放 =mq=2.5kg×4.6×107 J/kg=1.15×108 J；
（3）解：蓄電池增加的電能：W′=1.0×108 J×10%=1.0×107 J，

有效利用的能量：W有用 =W+W′=3.6×10^7 J+1.0×107 J=4.6×107 J，

內(nèi)燃機的效率：η=W有/Q放×100%=4.6×107J/1.15×108J×100%=40%

【解析】本題綜合考查了牽引力做功、燃燒放熱、內(nèi)燃機的效率的計算，根據(jù)題目所給的數(shù)據(jù)進行計算，理解公式中各物理量的含義是正確解題的關(guān)鍵.

【考點精析】掌握熱機的概念和效率是解答本題的根本，需要知道熱機：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機．熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率．熱機的效率是熱機性能的一個重要指標．