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14.新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点.当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,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了5.12×l07J.求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)若所用燃料的热值为4.5×l07J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少;
(3)内燃机的效率.

分析 (1)由图象可知车速为50km/h时受到的阻力,汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二力大小相等,
知道汽车匀速行驶的速度和时间,根据s=vt求出行驶的路程,根据W=Fs求出汽车发动机的牵引力做的功;
(2)知道燃料的热值和质量,利用Q=mq求燃料完全燃烧放出的热量;
(3)根据η=$\frac{{W}_{电}}{Q}$×100%求出内燃机工作时转化成电能的效率.

解答 解:
(1)由v=$\frac{s}{t}$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50 km/h时,所受阻力为4 000 N.
由于汽车匀速行驶,牵引力等于阻力.
汽车牵引力做的功:W=Fs=4 000 N×2.5×104m=1×108J;
 (2)燃料完全燃烧释放的总热量:
Q=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J;
 (3)内燃机的效率:
η=$\frac{{W}_{牵}+{W}_{电}}{Q}$×100%=$\frac{1×1{0}^{8}J+5.12×1{0}^{7}J}{3.6×1{0}^{8}J}$×100%=42%.
答:(1)汽车牵引力做的功为1×108J;
(2)放出的总热量是3.6×108J;
(3)内燃机的效率为42%.

点评 本题综合考查了功的计算、热量的计算以及热机的效率等,是一道生活中的物理题,有其实用价值,关键是公式及变形公式的灵活运用,总体来说难度不大.需要认真审题,其中效率是内燃机工作时转化成电能的效率.

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