学较专业课老师要测试某型号汽车的性能,他将汽车以72km/h的速度匀速行驶10min,消耗的汽油1.2kg.汽车匀速行驶时受到的阻力F=1.2×103N.(汽油的热值q=4.6×107J/kg)根据以上信息计算:(1)该汽车在测试这段时间内做的功是多少?(2)在测试时间内汽车有用的功率是多少?(3)在测试时间内该汽车的效率是多少?并对其能量损失的原因进行分析(写出两条即可).

问题描述:

学较专业课老师要测试某型号汽车的性能,他将汽车以72km/h的速度匀速行驶10min,消耗的汽油1.2kg.汽车匀速行驶时受到的阻力F=1.2×103N.(汽油的热值q=4.6×107J/kg)
根据以上信息计算:

(1)该汽车在测试这段时间内做的功是多少?
(2)在测试时间内汽车有用的功率是多少?
(3)在测试时间内该汽车的效率是多少?并对其能量损失的原因进行分析(写出两条即可).

(1)汽车在测试这段时间内做的总功:
W=Q=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J;
(2)在测试时间内汽车的有用功率:
P=

Fs
t
=Fv=1.2×103N×20m/s=2.4×104W,
(3)在测试时间内汽车的有用功:
W有用=Pt=2.4×104W×600s=1.44×107J;
在测试时间内该汽车的效率:
η=
W
W
=
1.44×107J
5.52×107J
≈26%.
能量损失的原因:①汽油没有完全燃烧;②废气带走一部分热量.
答:(1)该汽车在测试这段时间内做的功是5.52×107J;
(2)在测试时间内汽车有用的功率是2.4×104W;
(3)在测试时间内该汽车的效率是26%,能量损失有:汽油没有完全燃烧;废气带走一部分热量.
答案解析:(1)知道消耗的汽油和汽油的热值,利用燃料完全燃烧放热公式求汽车在测试这段时间内做的总功;
(2)知道汽车匀速行驶,则汽车的牵引力等于受到的阻力,利用P=Fv求在测试时间内汽车的有用功率;
(3)求出有用功,利用效率公式求汽油机的机械效率;从以下方面分析能量损失的原因:①汽油没有完全燃烧;②冷却水吸收了一部分热量;③废气带走一部分热量;④热传递损失一部分能量;⑤克服摩擦消耗一部分能量.
考试点:热量的计算;功率的计算;热机的效率.
知识点:本题考查了功的计算、功率的计算、效率的计算,要求灵活选用公式,涉及到汽油机工作时的能量损耗,属于难题.