Question

20．在我國隨著人民生活水平的提高，加上“汽車下鄉(xiāng)”政策的實施，不少農(nóng)村家庭都購買了汽車，汽車開始進入普通百姓家庭．家住農(nóng)村的小明同學家買了一輛嶄新的三廂汽車（如圖甲）．小明發(fā)現(xiàn)汽車上的許多部件都用到了物理知識：（C_水=4.2×10³J/（Kg•℃） 
（1）汽車上的散熱器用水作為冷卻劑，這是利用了水的比熱容較大的性質(zhì)．若水箱中裝有4L水，水溫從10℃升高到30℃時，水吸收的熱量為3.36×10⁵J．
（2）圖乙是該車自動測定汽車油箱內(nèi)油面高度的裝置原理圖，圖中的油量表實質(zhì)是電流表改裝而成的．
（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關(guān)系如圖丙所示．則在0-5s時間內(nèi)，轎車運動過程中受到的阻力是3000N．
（4）如圖丁所示的是汽車液壓剎車裝置的一部分，該裝置中AOB實為一個杠桿，O是杠桿的支點，請畫出剎車時它所受的阻力F₂和動力臂L₁．

Answer 1

分析 （1）水具有較大的比熱容是它常被用做冷卻劑的原因；計算出4L水的質(zhì)量，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）根據(jù)電表的連接方式進行分析；
（3）知道轎車以90kW的恒定功率做直線運動，利用W=Pt求轎車發(fā)動機做功，再利用P=Fv求汽車牽引力，而汽車勻速行駛、受平衡力，根據(jù)二力平衡條件求汽車受到的阻力；
（4）腳對剎車踏板施加的力就是使杠桿轉(zhuǎn)動的動力，方向是和踏板垂直向下的力；液壓裝置中的液體對B施加的力就是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的阻力，方向是水平向左的；過支點做動力作用線的垂線段，就是動力臂．

解答 解：
（1）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車散熱器用水作為冷卻劑；
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，
4L水的質(zhì)量為m=ρV=1×10³kg/m³×4×10^-3m³=4kg；
4L水從10℃升高到30℃吸收的熱量為：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×4kg×（30℃-10℃）=3.36×10⁵J；
（2）油量表串聯(lián)在電路中，實際是一電流表；
（3）轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車發(fā)動機做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運動時的速度是v=30m/s；
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得轎車運動過程中受到的阻力：f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{9×1{0}^{4}W}{30m/s}$=3000N．
（4）踩下汽車踏板時，腳會對剎車踏板就會施加一個和踏板垂直向下的力F₁，作用點在踏板上；過支點O做力F₁的垂線段，用大括號標出這段距離，記為L₁，就是動力臂；剎車踏板運動時，液壓裝置中的液體就會對B點施加了以水平向左的力F₂，即阻力；如下圖所示：

故答案為：（1）比熱容；3.36×10⁵J；（2）電流；（3）3000；（4）見上圖．

點評 本題通過家用轎車為載體，考查了學生對水的比熱容大、吸熱公式、功率公式和二力平衡條件、力的示意圖和力臂的畫法的掌握和應用，知識點多、綜合性強，屬于難題，要求靈活運用所學知識！