Question

【题目】如图为某型号的房车，该房车在一段平直公路上匀速行驶了56km，用时半小时，车的总质量为3×103kg，受到的阻力为车重的0.1倍，g＝10N/kg。求：

(1)该房车的行驶速度是多少？

(2)该房车牵引力所做的功是多少？

(3)若这一过程消耗燃油1.5×10－2m3，求燃油机在这一过程中消耗的总能量是多少？(假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ＝0.8×103kg/m3，燃油热值q＝4.5×107J/kg)

(4)若将该房车改装成纯电动汽车，则可使二氧化碳排放量由每消耗1kg汽油排放mkg二氧化碳降为零。已知改装后的房车每行驶N公里能耗为EkW·h，请推导出房车的效率表达式。

Answer 1

【答案】(1) 112 km/h；(2) 1.68×108 J；(3) 5.4×108 J；(4) %

【解析】

(1)该房车的行驶速度

v＝＝＝112 km/h

(2)房车重

G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N

房车受到的阻力

f＝0.1G＝0.1×3×104N＝3×103N

因房车做匀速直线运动，所以牵引力

F＝f＝3×103N

牵引力做的功

W有用＝Fs＝3×103N×56000m＝1.68×108J

(3)由ρ＝得消耗燃油的质量

m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×1.5×10-2 m3＝12kg

燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量)

W总＝Q放＝mq＝12kg×4.5×107J/kg＝5.4×108J

(4)房车行驶N km，牵引力做的功

W有用′＝Fs′＝3×103N×N×1000m＝3×106×NJ

消耗的总能量

W总′＝EkW·h＝E×3.6×106J

房车的效率

η＝