Question

氢能被视为未来的理想清洁能源．如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%．若一辆氢能源小轿车在武汉高速汉口北入口→武昌火车站大约25km的路程上获得的平均牵引力为840N，则它到达武昌火车站：（q_氢=1.4×l0⁸J/kg）
（1）牵引力做的功是多少？
（2）汽车需要的总能量是多少？
（3）需要消耗的氢的质量是多少？

Answer 1

分析：（1）从题中获取牵引力F的大小与力F方向上的距离s，根据功的定义式W=Fs计算牵引力做的功；
（2）根据效率η=

W有

Q

求出汽车需要的总能量Q；
（3）根据热量Q与热值q的关系：Q=mq求出燃料的质量m．

解答：解：（1）W_有=Fs=840N×2.5×10⁴m=2.1×10⁷J，
（2）∵η=

W有

Q

∴W_总=

W有

Q

=

2.1×107J

60%

=3.5×10⁷J，
（3）∵W_总=mq，
m=

W总

q

=

3.5×107J

1.4×108J

=0.25 kg．
答：（1）牵引力做的功是2.1×10⁷J，
（2）汽车需要的总能量是3.5×10⁷J，
（3）需要消耗的氢的质量是0.25 kg．

点评：考查的知识点多，需要熟记各公式及其意义，本题运算量大，计算时要准确．