Question

11．如圖為瀘州市某風景區(qū)山中的一段盤山公路照片．以汽油為燃料的觀光汽車沿該盤山公路（盤山公路近似處理為斜面）以36km/h的速度勻速行駛，經過15min從山腳到達山頂；汽車上山時沿路面獲得的牽引力恒為9.2×l0³N．已知汽車從山腳到山頂消耗了6千克的汽油，汽油熱值q=4.6×l0⁷J/kg，求：
（1）汽車上山時牽引力發(fā)揮的功率為多大．
（2）汽油完全燃燒釋放的熱量轉化為汽車牽引力做功的效率為多少．

Answer 1

分析 （1）功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，由P=Fv可以求出汽車牽引力的功率．
（2）根據燃料燃燒放出熱量公式Q=mq可計算汽油完全燃燒釋放的熱量．
（3）求出有用功，利用效率公式求汽油機的機械效率

解答 解：（1）汽車的速度v=36km/h=10m/s，
汽車牽引力做功的功率：
P_有=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=9.2×10³N×10m/s=9.2×10⁴W，
（2）在測試時間內汽車的有用功：
W_有用=P_有t=9.2×10⁴W×900s=8.28×10⁷J；
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×6kg=2.76×10⁷J；
在測試時間內該汽車的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2.76×1{0}^{7}J}{8.28×1{0}^{7}J}$×100%≈33.3%．
能量損失的原因：①汽油沒有完全燃燒；②廢氣帶走一部分熱量．
答：（1）汽車牽引力做功的功率是9.2×10⁴W；
（3）汽車的效率是33.3%．

點評 本題考查了功的計算、功率的計算、效率的計算，要求靈活選用公式，涉及到汽油機工作時的能量損耗，屬于難題．