Question

閱讀短文，回答問(wèn)題
在我國(guó)隨著人民生活水平的不斷提高，汽車(chē)已經(jīng)走進(jìn)了很多普通農(nóng)村家庭，最近小王家也購(gòu)買(mǎi)了一輛小汽車(chē)．小王十分高興，將汽車(chē)?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(chē)上許多地方都用到了物理知識(shí)，下面就是他思考的問(wèn)題，請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整．
（1）汽車(chē)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．
（2）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)，如果水箱中裝有5kg的水，當(dāng)水溫從10℃升高20℃時(shí)，需要吸收的熱量為

4.2×10⁵

J．
（3）通過(guò)查看說(shuō)明書(shū)得知轎車(chē)車(chē)身質(zhì)量為1725kg．當(dāng)車(chē)上載有275kg的人和物品時(shí)，車(chē)輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，轎車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為

5×10⁵

Pa．（g取10N/kg）
（4）若轎車(chē)以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則在0～50s時(shí)間內(nèi)，轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為

4.5×10⁵

J，轎車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力為

3×10³

N．
（5）若汽車(chē)油箱的容積為60dm³，裝的是密度為0.71×10³kg/m³、熱值為4.6×10⁷J/kg的汽油，當(dāng)該車(chē)以20m/s的速度勻速行駛100km時(shí)所消耗的汽油為5kg，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的功率為12kW，則汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少？

26.1%

（6）通過(guò)測(cè)量獲得轎車(chē)以不同的速度行駛時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離（即從操縱制動(dòng)剎車(chē)到車(chē)停下來(lái)的距離）數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/（km/h）	40	60	80	100	120
制動(dòng)距離/m	8	18		50	72

當(dāng)轎車(chē)以80km/h行駛時(shí)所對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離為

32

m．

Answer 1

分析：（1）汽油機(jī)的做功沖程中，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，氣體對(duì)外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）水的比熱容大，和其它物質(zhì)比較，升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多；知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（3）已知汽車(chē)、人、貨物質(zhì)量和汽車(chē)與地面的接觸面積，利用重力公式和壓強(qiáng)公式求汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（4）知道轎車(chē)以90kW的恒定功率做直線(xiàn)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；
（5）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(chē)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；
（6）第n次實(shí)驗(yàn)，速度v_n，制動(dòng)距離m_n，根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律為：m_n=0.1×（n+1）×v_n，利用此規(guī)律計(jì)算即可．

解答：解：（1）汽油機(jī)的做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）因?yàn)樗�的比熱容大，和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車(chē)上的散熱器用水作為冷卻劑；
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×20℃=4.2×10⁵J；
（3）車(chē)、人、貨物的總質(zhì)量：
m=1725kg+275kg=2000kg，
∵在水平路面上
∴汽車(chē)對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N，
汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

20000N

4.0×10-2m2

=5×10⁵Pa；
（4）轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功：
W=Pt=90×10³W×50s=4.5×10⁶J，
由圖示知轎車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的速度是v=30m/s；
∴根據(jù)P=Fv可得，轎車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力：
f=F′=

P

v

=

90×103W

30m/s

=3×10³N；
（5）根據(jù)v=

s

t

可得，行駛時(shí)間：
t′=

s′

v′

=

100×103m

20m/s

=5000s，
汽車(chē)的有用功：
W_有=P′t′=12×10³W×5000s=6×10⁷J，
釋放的能量：
Q=m″q=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J；
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=

W有

Q

×100%=

6×107J

2.3×108J

×100%≈26.1%；
（6）第n次實(shí)驗(yàn)，速度v_n，制動(dòng)距離m_n，
則m_n=0.1×（n+1）×v_n=0.1×（3+1）×80m=32m．
故答案為：
（1）內(nèi)；機(jī)械；
（2）比熱容；4.2×10⁵；
（3）5×10⁵；
（4）4.5×10⁵；3×10³；
（5）26.1%；
（6）32．

點(diǎn)評(píng)：本題為力學(xué)和熱學(xué)綜合題，涉及到的知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活選用所學(xué)知識(shí)分析求解，并能依據(jù)表格中的參數(shù)和相關(guān)圖象通過(guò)選擇有用的信息來(lái)進(jìn)行分析，具有一定的難度．