混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型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的电能过低时,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23所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12╳108J.由内燃机提供能量,汽车以50Km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能在增加了10%,求:
(1)汽车牵引力做的功
(2)若所用燃料的热值是4.5╳107J/kg,测试过程中消耗8kg的燃料(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
传统的电车要由2条“辫子”供电,行驶中容易掉“辫子”,已逐渐被淘汰。
我国最新研发的超级电容储能式新型电车,没有传统电车的“辫子”,可在乘客上下车的短时间内充满电,还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回收储存再利用。
某型号新型电车的有关技术参数如下表:
空车质量(千克) | 10000 | 满载乘员数(人) | 80 |
满载时轮胎与地面接触总面积(厘米2) | 5000 | 最大车速(千米/时) | 80 |
(1)传统电车掉“辫子”时,电路处于 路状态,无法对电车持续供电。
(2)假设每位乘员的质量为60千克,新型电车满载停在水平路面时,对路面的压强有多大?(g取10牛/千克)
(3)新型电车在某次行驶中,刹车时减小的机械能总量为1×107焦,这部分能量的80%回收再利用,可供电车在阻力为1×104牛的水平路面匀速行驶多少路程?
如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,求:
(1)该汽车发动机做的有用功是多少?
(2)该汽车的输出功率为多少?
(已知:汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值为4.5×107J/kg)
(9分)2015年4月21日,重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示,该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料,机翼上安装有高效太阳能电池板,能提供65kW的最大功率,该飞机的最大飞行速度为140km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为,g=10N/kg,求:
(1)飞机停在水平地面时对地面的压强大小;
(2)当飞机发动机的输出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平匀速飞行时,发动机的牵引力大小;
(3)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h,发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?航空燃油的热值取,密度取
。
(10分)简阳芦葭已被国务院正式批准为天府新区成都新机场场址,预计2015年底开建,建设中挖掘机将发挥重要作用。某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分相关数据如下图表所示。挖掘机以最大输出功率工作时,可在t=4s内将一满铲斗的密度为ρ=1.6×l03kg/m3的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车上。取g=10N/kg,求:
指 标 | 数值 |
整机质量m | 5000 kg |
标准斗容V | 0.5 m3 |
最大输出功率P | 40 kW |
最大挖掘深度d | 3 m |
最大卸料高度h | 5 m |
两履带与地面接触的总面积S | 4 m2 |
(1)挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强p;
(2)移送一满铲斗泥土的过程中,挖掘机对泥土所做的功W;
(3)移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率η。