Question

14．有一家大型專用汽車生產基地，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1.2km，受到的阻力是2×10³N，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）專用車牽引力所做的功？
（2）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小；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）；
（2）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，所以，牽引力：
F=f=2×10³N，
牽引力所做的功：
W=Fs=2×10³N×1.2×10³m=2.4×10⁶J；
（2）根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$可得消耗燃油的質量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J；
該專用車的熱機效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.4×1{0}^{6}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=5%．
答：（1）專用車牽引力所做的功是1.68×10⁷J．
（2）該專用車的熱機效率是5%．

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．