Question

【題目】近幾年政府推出了“汽車下鄉” 、“小排氣量購置稅減半”、“以舊換新”等政策，極大的促進了汽車行業的發展，隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經走進我們的家庭，小明的爸爸最近也購買了一輛轎車．小明利用所學的物理知識對汽車進行了一系列探索與研究活動：

（1）汽車發動機常用循環流動的水來幫助它散熱，主要是利用了水的 較大的特點．

（2）小明同學閱讀了汽車發動機的說明書后，將內燃機的能量流向制成如圖甲所示的圖表，請根據給出的信息，計算完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得多少J的能量，這些能量能產生多少J的有用功．（汽油的熱值為4.6×107J/kg）（寫出計算過程）

（3）若轎車以60kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度υ與時間t的關系如圖乙所示．則在0～5s時間內，轎車發動機對外做功多少J？轎車在運動過程中受到的阻力是多少？（寫出計算過程）

（4）汽車行駛時發動機產生的牽引力為F，則燃燒m質量的汽油，能使汽車前進的距離s為 （用前面給出物理量的符號表示距離，汽油的熱值在本小題中用q表示）

Answer 1

【答案】（1）比熱容（2）9.2×106J；3.22×106J；（3）3×105J；2×103N；（4）0.35qm/F。

【解析】

試題分析：（1）由于水的比熱容較大，在升高相同溫度時，吸收的熱量較多，所以汽車發動機常用循環流動的水來幫助它散熱；（2）完全燃燒0.2kg的汽油產生的熱量為：Q=qm=4.6×107J/kg×0.2kg=9.2×106J；其中有用功占1-30%-30%-5%=35%；所以得到的有用功為W有用=Qη=9.2×106J×35%=3.22×106J；

（3）轎車發動機對外做功：W=Pt=6×104W×5s=3×105J；汽車通過的路程：s=vt=30m/s×5s=150m；轎車的牽引力是：F=W/s=3×105J/150m=2×103N；因為勻速，所以f=F=2×103N；（4）汽車行駛時發動機產生的牽引力為F，則燃燒m質量的汽油，能使汽車前進的距離s為0.35qm/F。