Question

【題目】（來源）湖北省鄂州市梁子湖區(qū)吳都中學(xué)2018屆九年級（上）期中物理試題

某四沖程汽車的汽缸總排量為2L，工作時(shí)吸入質(zhì)量比為1：15，密度為1.44kg/m3的汽油和空氣的混和物，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3×103r/min，效率為40%，在這種情況下：

（1）汽車1min做的有用功為_____J

（2）在平直公路上行駛，受到阻力為3×103N時(shí)的最大速度為_____m/s（汽油的熱值q=4.5×107J/kg）

Answer 1

【答案】 4.86×106 27

【解析】（1）根據(jù)ρ可得，一次吸入混合物的質(zhì)量m1＝ρV＝1.44kg/m3×2×103m3＝2.88×10﹣3kg，因?yàn)榍�軸每轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，完成一個(gè)工作循環(huán)，吸氣一次，也做一次功，所以，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在1min轉(zhuǎn)動(dòng)3×103轉(zhuǎn)，吸氣和做功都為1500次，汽油和空氣的質(zhì)量比為1：15，可見汽油占混合物總質(zhì)量的；則發(fā)動(dòng)機(jī)在1min內(nèi)吸入汽油的總質(zhì)量：m＝m1×1500×＝2.88×10﹣3kg×1500×＝0.27kg；這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q＝mq＝0.27kg×4.5×107J/kg＝1.215×107J，根據(jù)η＝×100%可得，汽車在1min做的有用功：W＝Q放η＝1.215×107J×40%＝4.86×106J；（2）汽車在1min做的有用功的功率為：P＝8.1×104W．因?yàn)槠�車勻速行駛，所以汽車受到的阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，即F＝f＝3×103N，根據(jù)P＝Fv可得，汽車行駛的速度：v＝＝27m/s．