Question

如圖所示為某型號(hào)的兩棲步兵戰(zhàn)車，觀察發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)車的履帶上有一條條凸起的棱，其目的是

增大摩擦

．它的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中的能量轉(zhuǎn)化是

內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

．為了提高能效、降低廢氣排放，采用了“廢氣渦輪增壓器”將排氣沖程排出的廢氣帶走的大量內(nèi)能進(jìn)行再利用，該戰(zhàn)車的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可達(dá)1100kW，此功率下的最低油耗為240g/kW?h，則該戰(zhàn)車的效率為

34.9%

；若該戰(zhàn)車在某一地面上勻速行駛，1h行駛的路程為36km，則產(chǎn)生的牽引力為

1.1×10⁵

N．（柴油的熱值為4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：從摩擦力大小的影響因素進(jìn)行考慮．
摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力；在接觸面粗糙程度一定時(shí)，增大壓力增大摩擦力．
發(fā)動(dòng)機(jī)的最低油耗為240g/kW?h，獲得1kW?h電能消耗240g柴油，根據(jù)這個(gè)物理量求出戰(zhàn)車的效率．
知道時(shí)間、路程，求出速度，根據(jù)P=Fv求出牽引力．

解答：解：戰(zhàn)車的履帶上有一條條凸起的棱，在壓力一定時(shí)，凸起的棱增大了接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力．
發(fā)動(dòng)機(jī)屬于熱機(jī)，熱機(jī)工作時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
240g/kW?h表示獲得1kW?h電能消耗240g柴油，
所以戰(zhàn)車工作時(shí)獲得的有用功為：W_有=1kW?h=3.6×10⁶J，
消耗240g的柴油完全燃燒放出的熱量為：Q=mq=0.24kg×4.3×10⁷J/kg=1.032×10⁷J，
所以戰(zhàn)車的效率為：η=

W有

Q

=

3.6×106J

1.032×107J

=34.9%．
戰(zhàn)車的速度為：v=

s

t

=

36km

1h

=36km/h=10m/s，
所以牽引力為：F=

P

v

=

1100000W

10m/s

=1.1×10⁵N．
故答案為；增大摩擦；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；34.9%；1.1×10⁵N．

點(diǎn)評(píng)：計(jì)算戰(zhàn)車的效率，從最低油耗為240g/kW?h入手，P=Fv這個(gè)公式在功率計(jì)算中很常用，一定注意計(jì)算過程中都采用國際單位．