Question

十堰是全国闻名的汽车城，是目前国内规模最大的商用车生产基地，产品包括载重车、客车、专用车及其零部件．已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW．若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，热值为3.15×10⁷J/kg，求：
（1）汽车行驶速度是多少？
（2）汽车行驶过程的牵引力是多大？
（3）汽车发动机的效率是多少？

Answer 1

解：（1）V===21m/s．
答：汽车行驶速度是21m/s．
（2）汽车牵引力F===3.0×10³N．
答：汽车行驶过程的牵引力是3.0×10³N．
（3）汽车行驶过程所做的功：W=Pt=63×10³W×480s=3.024×10⁷J，
消耗的燃油的质量：m=ρV=0.8×10³kg/m³×3×10^-3m³=2.4kg，
燃油完全燃烧放出热量：Q=qm=3.15×10⁷J/kg×2.4kg=7.56×10⁷J，
汽车发动机的效率是：η===40%．
答：汽车发动机的效率是40%．
分析：（1）已知行驶的路程和所用的时间，根据公式可求行驶速度．
（2）已知功率和速度，根据公式P=FV可求牵引力的大小．
（3）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据燃油的热值和燃烧燃油的质量求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率．
点评：本题考查速度、牵引力和效率的计算，关键是公式及其变形的应用，知道求速度先求总路程和总时间，难点是根据燃料的热值和体积以及密度求释放的热量．