Question

11．泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地．该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10^-3m³（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，热值q=4×10⁷J/kg，求：
（1）专用车牵引力是多少牛？
（2）专用车牵引力所做的功是多少焦耳？
（3）已知热机效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

Answer 1

分析 （1）专用车匀速运动，车受到的牵引力和阻力为一对平衡力，知道阻力可求牵引力大小；
（2）又知道车行驶的路程，利用W=Fs求专用车牵引力所做的功（有用能量）；
（3）已知燃油的热值和燃油的质量，利用燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq求燃油放出的热量（总能量）；利用效率公式求该专用车的热机效率．

解答 解：
（1）因为专用车匀速行驶，在水平方向上受平衡力的作用，
所以，专用车牵引力：F=f=3.0×10³N．
（2）牵引力所做的功：
W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J；
（3）消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J；
该专用车的热机效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）专用车牵引力是3.0×10³N．
（2）专用车牵引力所做的功1.68×10⁷J．
（3）该专用车的热机效率是35%．

点评 本题涉及的物理知识多，有力学知识二力的平衡、力做功，热学知识热量的计算以及效率等知识点，学生要熟练掌握物理公式，并灵活的运用到计算中去．