第十四章 实践 调研我国新能源汽车的发展课件-2025-2026学年沪科版九年级物理全一册.pptxVIP

第十四章内能与热机;我国自主研制生产了一种环保混合动力实验汽车。该混

合动力汽车启动时,内燃机不工作,车载蓄电池输出能量;当高

速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮

输出能量,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,

内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电

池,当其剩余电量小于等于最大容量的20%时停止供电。测

试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h,

观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油10kg,蓄电池储存;的能量由最大容量的30%增大至80%。该车行驶时所受阻力f

和车速v的关系如图甲所示,汽车的某些参数如表所示。[水的

比热容为4.2×103J/(kg·℃),燃油的热值q=4.0×107J/kg]

??????;电机;(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,如图

乙所示是汽油机的_______冲程,若曲轴转速是3000r/min,

则每秒对外做功__________次;为了不让汽油机在工作时温度

升得太高,在设计制造时,汽油机外有一个水套,这是因为水的

_______大。汽车启动时能闻到汽油味,此时汽油没有完全

燃烧,热燃料的热值_______(选填“变大”“变小”或“不

变”)。

(2)该车还装配有再生制动器,开启再生制动器时,它可以将汽

车制动时的一部分动能转化后储存在蓄电池中,关闭发动机;后,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的

路程s与对应的动能E,作出相应的E-s图像,如图丙所示。则表

示开启再生制动器的图线是______(选填“①”或“②”),说

明理由________。

?

(3)“吨百千米能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。;“J/(100km·t)”是指车辆消耗的能量与行驶路程和车辆总质

量乘积的比值。则该车在测试过程中的吨百千米能耗为

________J/(100km·t),汽车的能量利用率为_____________。

(4)在汽车的测试过程中,若只用蓄电池提供动力且假设电能

全部转化为机械能。该车在电池充满电的情况下以25km/h

的速度最多可行驶__________km。

(5)全球汽车保有量在迅速增长,每辆汽车每年耗油约2.1t,若

不计热量损失,这些燃料完全燃烧可供1×106kg的水温度升高

__________℃;汽车内燃机的效率约为30%,如果能把内燃机;的效率提高1.5%,每车每年可以节约___________kg燃油,

从而减小全球的碳排放,为环保作出贡献。

解析????(1)由图乙可知,进气阀和排气阀都关闭,活塞向下运动,

火花塞产生电火花,则此冲程是做功冲程;四冲程汽油机每1个

工作循环中,曲轴转动2圈,对外做功1次,由曲轴转速为3000r/

min可知,曲轴1s转动50圈,因此每秒完成25个工作循环,即对

外做功25次。水的比热容较大,由Q吸=cmΔt可知,相同质量的

水和其他物质相比,升高相同的温度时,水吸收的热量多,所以

利用水来达到冷却目的。燃料的热值与燃料的种类有关,与;燃料的燃烧程度无关,因此汽油没有充分燃烧时,燃料的热值

不变。

(2)关闭再生制动器时,汽车克服摩擦力做功,动能全部转化为

内能;开启再生制动器时,有部分动能转化为电能,汽车克服摩

擦力做的功减少,所以汽车运动的距离减小,故开启再生制动

器的图线是②。

(3)由题意可知,测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的

速度匀速行驶1h,内燃机消耗燃油10kg,10kg燃油完全燃烧

放出的热量Q放=mq=10kg×4.0×107J/kg=4.0×108J;汽车匀速行;驶1h通过的路程s=vt=50km/h×1h=50km,汽车在测试过程中

的吨百千米能耗是?=?=8×108J/(100km·t)。汽车行

驶时,燃烧燃油放出的热量,一部分转化成机械能,还有一部分

转化成电能,这两部分能量是有效利用的能量,测试过程中汽

车的速度为50km/h,由图甲可知,此时汽车受到的阻力为2000

N,因为汽车匀速运动,所以汽车的牵引力和汽车受到的阻力

是一对平衡力,牵引力做的功W机械=Fs=2000N×50×103m=1×

108J,由于汽车行驶时,蓄电池储存的能量由最大容量的30%增

大至80%,所以蓄电池增加储存的电能W电=(80%-30%)×1.0×108;J=0.5×108J,汽车的能量利用率:η=?×100%=?×100%=?×100%=37.5%;

(4)由图甲可知,该车行驶时所受阻力f和车速v成正比,设f=kv,

当车速为50km/h时,阻力为2000N,即2000N=k×50km/h,解

得k=40N·h/km,所以车速为25k