Question

【题目】混合动力车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量．当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电．车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中，由内燃机提供能量，蓄电池储存的电能为5.4×108J，当汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，蓄电池的电能增加了10%，求：
（1）汽车牵引力做的功为多少J？
（2）若所用燃料的热值是4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg的燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（3）内燃机工作时转化成电能的效率为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由v= 可得汽车行驶的路程：

s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m，

由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，

由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：

F=f=4000N，

牵引力做功：

W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J

（2）解：燃料完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J

（3）解：由题知，蓄电池原来储存的电能为5.4×108J，此过程中蓄电池的电能增加了10%，

则内燃机工作时转化为的电能：

W有用=10%×5.4×108J=5.4×107J；

内燃机工作时转化成电能的效率：

η= ×100%= ×100%=15%

【解析】（1）知道汽车速度和行驶时间，利用s=vt求行驶的路程，由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受的阻力，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力和阻力为一对平衡力，大小相等，可求牵引力，再利用W=Fs求牵引力做功；（2）知道燃料质量，利用Q放=mq求燃料完全燃烧放出的热量；（3）求出增加的电能，利用效率公式求内燃机的效率．
【考点精析】通过灵活运用功的计算和燃料的热值，掌握功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m；热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是：焦耳/千克．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是燃烧值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克即可以解答此题．