Question

【題目】如圖所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖。汽車自動駕駛時使用雷達(dá)傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況。該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時，消耗汽油1.5L。假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%，那么，在這段運動過程中，求：

（1）該汽車發(fā)動機(jī)做的有用功是多少? （已知：汽油的密度為0.8×103kg/m3，汽油的熱值為4.5×107J/kg）
（2）該汽車的輸出功率為多少?

Answer 1

【答案】
（1）

由密度公式得消耗汽油的質(zhì)量為：m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3 m3=1.2kg，

汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；

由η= 得，汽油機(jī)的有用功：W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；

（2）

由速度公式得汽車運動的時間：t= = = 400s；

汽車的輸出功率：P= = =4.05×104W．

【解析】本題綜合性較強(qiáng)，靈活運用速度、密度、熱量、功率和熱機(jī)效率公式是解題關(guān)鍵。本題考查的是熱機(jī)的效率和功率的計算。
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解功率的計算與測量的相關(guān)知識，掌握功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s，以及對熱機(jī)的概念和效率的理解，了解熱機(jī)：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，統(tǒng)稱為熱機(jī)．熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率．熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個重要指標(biāo)．