【題目】閱讀短文,回答問題

小華家新買了一輛汽車,如圖甲是汽車的銘牌,其中耗油量是指汽車正常行駛100Km消耗汽油的體積,為測試汽車的性能,小華駕駛汽車以30kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動,運(yùn)動中受到的阻力不變,通過專用儀器測量得到汽車的速度v與時間t的關(guān)系圖如圖乙所示.已知汽油的密度是0.7×10kg/m3、熱值是4.6×107J/kg.

型號

整車質(zhì)量/kg

1200

油箱容積/L

60

耗油量/L100km﹣1

10

(1)汽油機(jī)工作時,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是 沖程,若單缸四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600r/min,則汽油機(jī)1s對外做功 次.

(2)在測試汽車性能時,在0﹣10s時間內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)做了多少功?

(3)汽車運(yùn)動過程中受到的阻力是多少?

(4)小華駕駛該車以25m/s的速度勻速行駛100km,若汽車發(fā)動機(jī)輸出功率恒為30kW,則汽油完全燃燒放出的熱量是多少?該汽車能量利用效率是多少?(保留一位小數(shù))

【答案】(1)做功;30.

(2)在測試汽車性能時,在0﹣10s時間內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)做了3×105J的功;

(3)汽車運(yùn)動過程中受到的阻力是1000N;

(4)小華駕駛該車以25m/s的速度勻速行駛100km,若汽車發(fā)動機(jī)輸出功率恒為30kW,則汽油完全燃燒放出的熱量是3.22×108J;該汽車能量利用效率是37.3%.

【解析】

試題分析:(1)汽油機(jī)四沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況,吸氣和排氣沖程不發(fā)生能量轉(zhuǎn)化,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;

在四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈,完成2個沖程,1個工作循環(huán)中包括4個沖程并對外做功1次.

(2)知道轎車以90kW的恒定功率做直線運(yùn)動,利用W=Pt求轎車發(fā)動機(jī)做功;

(3)利用P=Fv求汽車牽引力,而汽車勻速行駛、受平衡力,根據(jù)二力平衡條件求汽車受到的阻力;

(4)利用m=ρV求出汽油的質(zhì)量,利用燃料完全燃燒放熱公式Q=qm求汽油完全燃燒放出的熱量;根據(jù)求出汽車所做的功,利用η=求出效率.

解:

(1)汽油機(jī)的四個沖程是吸氣、壓縮、做功、排氣沖程.做功沖程高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊蛳逻\(yùn)動,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;

已知沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是3600r/min=60r/s,即每秒鐘轉(zhuǎn)60圈,完成30個工作循環(huán),即對外做功30次.

(2)轎車的功率P=30kW=3×104W,

在0~10s時間內(nèi),汽車發(fā)動機(jī)做功:W=Pt=3×104W×10s=3×105J;

(3)由圖示知轎車勻速運(yùn)動時的速度是v=30m/s;

由P===Fv得,轎車運(yùn)動過程中受到的阻力:

f=F===1000N;

(5)消耗的汽油m=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg,

Q=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J,

由P=、v=得:

W′=P′t=P′×=30×103=1.2×108J;

η=×100%=×100%≈37.3%.

答:(1)做功;30.

(2)在測試汽車性能時,在0﹣10s時間內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)做了3×105J的功;

(3)汽車運(yùn)動過程中受到的阻力是1000N;

(4)小華駕駛該車以25m/s的速度勻速行駛100km,若汽車發(fā)動機(jī)輸出功率恒為30kW,則汽油完全燃燒放出的熱量是3.22×108J;該汽車能量利用效率是37.3%.

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第三次:把兩塊相同木塊疊在一起平放在長木板上,再用同樣的方法拉木塊(如右圖),記下相應(yīng)的示數(shù).

(1)請你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù).其理論依據(jù)是_______________

(2)比較_____兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān).

(3)比較1、3次數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是:________________________________。

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