Question

（2012?太倉市一模）閱讀短文，回答問題
在我國隨著人民生活水平的不斷提高和“汽車下鄉(xiāng)”政策的實(shí)施，汽車已經(jīng)走進(jìn)了很多普通農(nóng)村家庭，最近小王家也購買了一輛小汽車．小王十分高興，將汽車?yán)锢锿馔饪戳藗�(gè)遍，并且進(jìn)行了認(rèn)真的思考，發(fā)現(xiàn)汽車上許多地方都用到了物理知識(shí)，下面就是他思考的問題，請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整．
（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，

做功

沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，

壓縮

沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）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)
（3）通過查看說明書得知轎車車身質(zhì)量為1725kg．當(dāng)車上載有275kg的人和物品時(shí)，車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)為

5×10⁵

Pa． （g取10N/kg）
（4）若汽車油箱的容積為60升，內(nèi)裝的是密度為0.71×10³ kg/m³、熱值為4.6×10⁷J/kg的汽油，則該油箱中最多可裝

42.6

kg的汽油．若該車以20m/s的速度勻速行駛100km時(shí)所消耗的汽油為5kg，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的功率為12kw，則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為

26%

．
（5）若轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則在0～25s時(shí)間內(nèi)，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為

2.25×10⁶

J，轎車在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力為

3000

N．

Answer 1

分析：（1）汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，在壓縮沖程中，壓縮汽油和空氣的混合物，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃料混合物的內(nèi)能，使燃料混合物的內(nèi)能增加、溫度升高；在做功沖程中，燃料燃燒產(chǎn)生的燃?xì)馀蛎涀龉Γ瑢��?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；
（2）水具有較大的比熱容，和其它物質(zhì)相比，降低相同的溫度，水吸收相同的熱量多；
（3）轎車對(duì)地面的壓力等于車、人和物品的重力之和，根據(jù)G=mg求出其大小，然后根據(jù)p=

F

S

求出轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（4）①已知油箱的體積和汽油的密度，根據(jù)公式m=ρV可求汽油的質(zhì)量；
 ②已知行駛的距離和速度，根據(jù)速度的變形公式可求所用的時(shí)間，再根據(jù)公式W=Pt可求汽車的有用功；根據(jù)公式Q=qm可求釋放的能量，有用功與釋放能量的比值就是發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率．
（5）利用功的公式W=Pt可計(jì)算轎車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；
利用二力平衡知識(shí)可知阻力大小等于牽引力，所以先在圖乙中找到汽車勻速直線運(yùn)動(dòng)是的速度，再利用功率的計(jì)算公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，求出牽引力F，即等于阻力的大�。�

解答：解：
（1）汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）汽車散熱器用水作為冷卻劑，是利用了水的比熱容較大的性質(zhì)；
（3）轎車對(duì)地面的壓力：
F=G=（m+m_車）g=（275kg+1725kg）×10N/kg=20000N；
轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

20000N

4.0×10-2m2

=5×10⁵Pa．
（4）①∵ρ=

m

V

，
∴該車油箱最多能裝汽油：
m=ρv=0.71×10³ kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
②∵v=

s

t

，
∴行駛時(shí)間t=

s

v

=

100000m

20m/s

=5000s；
汽車的有用功W_有=Pt=12×10³W×5000s=6×10⁷J；
釋放的能量Q=qm′=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=

W有

Q

×100%=

6×107J

2.3×108J

×100%≈26%．
（5）轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功：W=Pt=9×10⁴W×2.5s=2.25×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是v=30m/s；
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv
∴轎車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力：f=F=

P

v

=

9×104W

30m/s

=3000N
故答案為：（1）做功；壓縮；（2）比熱容；（3）5×10⁵；（4）42.6；26%；2.25×10⁶；3000．

點(diǎn)評(píng)：本題通過家用轎車為載體，考查了學(xué)生對(duì)重力公式、壓強(qiáng)公式、功率公式、效率公式的掌握和應(yīng)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)！