Question

20．在我國(guó)隨著人民生活水平的提高，加上“汽車(chē)下鄉(xiāng)”政策的實(shí)施，不少農(nóng)村家庭都購(gòu)買(mǎi)了汽車(chē)，汽車(chē)開(kāi)始進(jìn)入普通百姓家庭．家住農(nóng)村的小明同學(xué)家買(mǎi)了一輛嶄新的三廂汽車(chē)（如圖甲）．小明發(fā)現(xiàn)汽車(chē)上的許多部件都用到了物理知識(shí)：（C_水=4.2×10³J/（Kg•℃） 
（1）汽車(chē)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(shí)，水吸收的熱量為3.36×10⁵J．
（2）圖乙是該車(chē)自動(dòng)測(cè)定汽車(chē)油箱內(nèi)油面高度的裝置原理圖，圖中的油量表實(shí)質(zhì)是電流表改裝而成的．
（3）若轎車(chē)以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示．則在0-5s時(shí)間內(nèi)，轎車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力是3000N．
（4）如圖丁所示的是汽車(chē)液壓剎車(chē)裝置的一部分，該裝置中AOB實(shí)為一個(gè)杠桿，O是杠桿的支點(diǎn)，請(qǐng)畫(huà)出剎車(chē)時(shí)它所受的阻力F₂和動(dòng)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(jì)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(jìn)行分析；
（3）知道轎車(chē)以90kW的恒定功率做直線運(yùn)動(dòng)，利用W=Pt求轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功，再利用P=Fv求汽車(chē)牽引力，而汽車(chē)勻速行駛、受平衡力，根據(jù)二力平衡條件求汽車(chē)受到的阻力；
（4）腳對(duì)剎車(chē)踏板施加的力就是使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，方向是和踏板垂直向下的力；液壓裝置中的液體對(duì)B施加的力就是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力，方向是水平向左的；過(guò)支點(diǎn)做動(dòng)力作用線的垂線段，就是動(dòng)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(chē)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(shí)際是一電流表；
（3）轎車(chē)的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是v=30m/s；
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得轎車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)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(chē)踏板時(shí)，腳會(huì)對(duì)剎車(chē)踏板就會(huì)施加一個(gè)和踏板垂直向下的力F₁，作用點(diǎn)在踏板上；過(guò)支點(diǎn)O做力F₁的垂線段，用大括號(hào)標(biāo)出這段距離，記為L(zhǎng)₁，就是動(dòng)力臂；剎車(chē)踏板運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓裝置中的液體就會(huì)對(duì)B點(diǎn)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(jiàn)上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)家用轎車(chē)為載體，考查了學(xué)生對(duì)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(huà)法的掌握和應(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)！