Question

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在我國隨著人民生活水平的不斷提高和“汽車下鄉”政策的實施，汽車已經走進了很多普通農村家庭，最近小王家也購買了一輛小汽車．小王十分高興，將汽車里里外外看了個遍，并且進行了認真的思考，發現汽車上許多地方都用到了物理知識，下面就是他思考的問題，請你幫他補充完整．
（1）汽車發動機是汽油機，發動機工作時，______沖程將內能轉化為機械能，______沖程將機械能轉化為內能．
（2）汽車上的散熱器用水作為冷卻劑，這是利用了水的______較大的性質
（3）通過查看說明書得知轎車車身質量為1725kg．當車上載有275kg的人和物品時，車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，轎車對地面的壓強為______Pa． （g取10N/kg）
（4）若汽車油箱的容積為60升，內裝的是密度為0.71×10³ kg/m³、熱值為4.6×10⁷J/kg的汽油，則該油箱中最多可裝______kg的汽油．若該車以20m/s的速度勻速行駛100km時所消耗的汽油為5kg，汽車發動機的輸出的功率為12kw，則汽車發動機的效率為______．
（5）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，運動速度v與時間t的關系如圖所示，則在0～25s時間內，轎車發動機所做的功為______J，轎車在運動過程中受到的阻力為______N．

Answer 1

解：
（1）汽車的發動機工作時，在做功沖程將內能轉化為機械能，在壓縮沖程將機械能轉化為內能．
（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；
（3）轎車對地面的壓力：
F=G=（m+m_車）g=（275kg+1725kg）×10N/kg=20000N；
轎車對地面的壓強：
p===5×10⁵Pa．
（4）①∵ρ=，
∴該車油箱最多能裝汽油：
m=ρv=0.71×10³ kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
②∵v=，
∴行駛時間t===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；
發動機的效率η=×100%=×100%≈26%．
（5）轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車發動機做功：W=Pt=9×10⁴W×2.5s=2.25×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運動時的速度是v=30m/s；
∵P===Fv
∴轎車運動過程中受到的阻力：f=F===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．
分析：（1）汽油機一個工作循環有四個沖程：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，將機械能轉化為燃料混合物的內能，使燃料混合物的內能增加、溫度升高；在做功沖程中，燃料燃燒產生的燃氣膨脹做功，將內能轉化為活塞的機械能；
（2）水具有較大的比熱容，和其它物質相比，降低相同的溫度，水吸收相同的熱量多；
（3）轎車對地面的壓力等于車、人和物品的重力之和，根據G=mg求出其大小，然后根據p=求出轎車對地面的壓強；
（4）①已知油箱的體積和汽油的密度，根據公式m=ρV可求汽油的質量；
②已知行駛的距離和速度，根據速度的變形公式可求所用的時間，再根據公式W=Pt可求汽車的有用功；根據公式Q=qm可求釋放的能量，有用功與釋放能量的比值就是發動機的熱機效率．
（5）利用功的公式W=Pt可計算轎車發動機所做的功；
利用二力平衡知識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動是的速度，再利用功率的計算公式P===Fv，求出牽引力F，即等于阻力的大小．
點評：本題通過家用轎車為載體，考查了學生對重力公式、壓強公式、功率公式、效率公式的掌握和應用，知識點多、綜合性強，屬于難題，要求靈活運用所學知識！