题目内容
【题目】某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表.在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L.测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进.
(1)该车空载静止时,对水平地面的压强是多少?(g取10N/kg)
(2)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是多少?
(3)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】(1)1.25×105Pa;(2)1.7×108J.(3)6.6×105J
【解析】解:(1)汽车静止时对水平地面的压力:F=G=mg=1200kg×10N/kg=12000N
对水平地面的压强:p==
=1.25×105Pa;
(2)由题可知,汽车做匀速直线运动,可得牵引力:F牵=f=1000N
汽车牵引力做的功:W机械=F牵s=1000N×1.7×105J=1.7×108J.
(3)由ρ=可知,车消耗汽油的质量:m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg
汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J
由η=可得,内燃机输出的有用能量:W有用=Q放η=3.22×108J×53%=1.7066×108J
最终蓄电池增加的能量:W=W有用﹣W机械=1.7066×108J﹣1.7×108J=6.6×105J
答:(1)该车空载静止时,对水平地面的压强是1.25×105Pa;(2)若平均阻力为1000N,牵引力做的功是1.7×108J;(3)最终使蓄电池增加了6.6×105J的能量;
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