Question

15．春暖花開，葉子姐姐和家人去上海游玩，爸爸開著轎車在平直的鄉(xiāng)間公路上勻速行駛了一段距離，其運動的路程一時間圖象如圖甲所示．之后，轎車上了高速，又勻速行駛了18km，這一過程中轎車上的速度表如圖丙所示．
（1）請根據(jù)甲圖象在乙圖中畫出其運動的速度一時間圖象．
（2）若在高速上勻速行駛過程中，轎車發(fā)動機的功率為50kW，求此過程中轎車勻速行駛時發(fā)動機所做功．
（3）許多現(xiàn)象都蘊含著科學道理，如①途中，汽車遇到緊急情況急剎車時，大家都向前傾：②午餐烤肉時，電烤爐的電阻絲熱的發(fā)紅而與之連接的導線卻不怎么熱；③口渴了，葉子姐姐拿出一瓶飲料，插入吸管輕松將飲料喝到嘴里：④下午葉子姐姐去游泳，從水中出來讓風一吹，感覺有點冷，請你選取兩種現(xiàn)象，參照事例的格式，用學過的科學知識解釋．
事例：現(xiàn)象①人原來是隨著車子一起往前運動的，當剎車后車子減速停下，人的下半身由于摩擦隨車子一起停下，而人的上半身由于慣性，會保持原來的運動狀態(tài)，所以人會向前傾．

Answer 1

分析 （1）甲圖中是路程--時間圖象描述的是路程隨時間變化的關系，則由圖象可知速度的大小及物體的運動狀態(tài)，則可由速度隨時間的變化關系可畫出速度--時間圖象．
（2）根據(jù)t=$\frac{s}{v}$算出時間，根據(jù)W=Pt算出功的大小；
（3）本題是一道開放題，可從鏡面反射、物體間力的相互作用、加快蒸發(fā)的方法、大氣壓的應用等角度，根據(jù)題目所示物理情景分析答題．

解答 解：（1）由甲圖可知，物體做的是勻速直線運動，物體的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{60m}{6s}$=10m/s；
即物體做的是速度大小為10m/s的勻速直線運動，則速度--時間圖象如圖所示：

（2）由圖丙知，此時汽車的速度為90km/h，
當汽車勻速行駛了18km時，
所用的時間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{18km}{90km/h}$=0.2h=720s；
轎車勻速行駛時發(fā)動機所做功：W=Pt=50000W×720s=3.6×10⁷J；
（3）解釋場景二：中午吃烤肉時，看見電烤箱內的電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導線卻不怎么熱，原因是導線與電熱絲串聯(lián)，電流相等，但導線電阻遠小于電熱絲電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，導線在相同時間內產生的熱量小，故不怎么熱；
解釋場景三：吸管吸飲料時，葉子姐姐先吸走管內的空氣，使管內的氣壓減小，管外飲料就會在大氣壓的作用下被壓入吸管內，所以很輕松就能喝到飲料．
解釋場景四：葉子姐姐去游泳，從水中出來，身上帶有一些水分，讓風一吹，加快了水分上方空氣的流動速度，使水分的蒸發(fā)速度加快，水分蒸發(fā)吸收身體的熱量，所以感覺有點冷．
故答案為：（1）見上圖；
（2）轎車勻速行駛時發(fā)動機所做功為3.6×10⁷J；
（3）解釋場景二：中午吃烤肉時，看見電烤箱內的電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導線卻不怎么熱，原因是導線與電熱絲串聯(lián)，電流相等，但導線電阻遠小于電熱絲電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，導線在相同時間內產生的熱量小，故不怎么熱．
解釋場景三：吸管吸飲料時，葉子姐姐先吸走管內的空氣，使管內的氣壓減小，管外飲料就會在大氣壓的作用下被壓入吸管內，所以很輕松就能喝到飲料．
解釋場景四：葉子姐姐去游泳，從水中出來，身上帶有一些水分，讓風一吹，加快了水分上方空氣的流動速度，使水分的蒸發(fā)速度加快，水分蒸發(fā)吸收身體的熱量，所以感覺有點冷．

點評 本題考查了力學、熱學等相關知識，是一道學科綜合題，同時是一道開放題，只要根據(jù)題意，應用相關知識，對各現(xiàn)象做出合理的解釋即可．考查學生的識圖能力，應學會根據(jù)圖象分析物體的運動狀態(tài)，勻速直線運動的特點是本題的關鍵所在．