Question

如图所示为某型号的两栖步兵战车，观察发现战车的履带上有一条条凸起的棱，其目的是

增大摩擦

．它的柴油发动机在工作过程中的能量转化是

内能转化为机械能

．为了提高能效、降低废气排放，采用了“废气涡轮增压器”将排气冲程排出的废气带走的大量内能进行再利用，该战车的发动机的功率可达1100kW，此功率下的最低油耗为240g/kW?h，则该战车的效率为

34.9%

；若该战车在某一地面上匀速行驶，1h行驶的路程为36km，则产生的牵引力为

1.1×10⁵

N．（柴油的热值为4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：从摩擦力大小的影响因素进行考虑．
摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦力；在接触面粗糙程度一定时，增大压力增大摩擦力．
发动机的最低油耗为240g/kW?h，获得1kW?h电能消耗240g柴油，根据这个物理量求出战车的效率．
知道时间、路程，求出速度，根据P=Fv求出牵引力．

解答：解：战车的履带上有一条条凸起的棱，在压力一定时，凸起的棱增大了接触面的粗糙程度，增大了摩擦力．
发动机属于热机，热机工作时，内能转化为机械能．
240g/kW?h表示获得1kW?h电能消耗240g柴油，
所以战车工作时获得的有用功为：W_有=1kW?h=3.6×10⁶J，
消耗240g的柴油完全燃烧放出的热量为：Q=mq=0.24kg×4.3×10⁷J/kg=1.032×10⁷J，
所以战车的效率为：η=

W有

Q

=

3.6×106J

1.032×107J

=34.9%．
战车的速度为：v=

s

t

=

36km

1h

=36km/h=10m/s，
所以牵引力为：F=

P

v

=

1100000W

10m/s

=1.1×10⁵N．
故答案为；增大摩擦；内能转化为机械能；34.9%；1.1×10⁵N．

点评：计算战车的效率，从最低油耗为240g/kW?h入手，P=Fv这个公式在功率计算中很常用，一定注意计算过程中都采用国际单位．