Question

【題目】混合動力車具有節能、低排放等優點，成為汽車研究與開發領域的重點．某新型混合動力汽車啟動時，內燃機不工作，蓄電池向車輪輸送能量．當需要高速行駛或蓄電池的電能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電．車速與所受阻力的關系如圖所示．在某次測試中，由內燃機提供能量，蓄電池儲存的電能為5.4×108J，當汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h，蓄電池的電能增加了10%，求：
（1）汽車牽引力做的功為多少J？
（2）若所用燃料的熱值是4.5×107J/kg，測試過程中消耗8kg的燃料（假設燃料完全燃燒），則放出的總熱量是多少？
（3）內燃機工作時轉化成電能的效率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由v= 可得汽車行駛的路程：

s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m，

由圖象可知，汽車速度為50km/h時，所受阻力為4000N，

由于汽車勻速行駛，汽車的牽引力：

F=f=4000N，

牽引力做功：

W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J

（2）解：燃料完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J

（3）解：由題知，蓄電池原來儲存的電能為5.4×108J，此過程中蓄電池的電能增加了10%，

則內燃機工作時轉化為的電能：

W有用=10%×5.4×108J=5.4×107J；

內燃機工作時轉化成電能的效率：

η= ×100%= ×100%=15%

【解析】（1）知道汽車速度和行駛時間，利用s=vt求行駛的路程，由圖象可知，汽車速度為50km/h時，所受的阻力，由于汽車勻速行駛，汽車的牽引力和阻力為一對平衡力，大小相等，可求牽引力，再利用W=Fs求牽引力做功；（2）知道燃料質量，利用Q放=mq求燃料完全燃燒放出的熱量；（3）求出增加的電能，利用效率公式求內燃機的效率．
【考點精析】通過靈活運用功的計算和燃料的熱值，掌握功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m；熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質量，單位是：千克即可以解答此題．