Question

【题目】近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 较大的特点．

（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量，这些能量能产生多少J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）（写出计算过程）

（3）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）

（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为 （用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）

Answer 1

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

【解析】

试题分析：（1）由于水的比热容较大，在升高相同温度时，吸收的热量较多，所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热；（2）完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量为：Q=qm=4.6×107J/kg×0.2kg=9.2×106J；其中有用功占1-30%-30%-5%=35%；所以得到的有用功为W有用=Qη=9.2×106J×35%=3.22×106J；

（3）轿车发动机对外做功：W=Pt=6×104W×5s=3×105J；汽车通过的路程：s=vt=30m/s×5s=150m；轿车的牵引力是：F=W/s=3×105J/150m=2×103N；因为匀速，所以f=F=2×103N；（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为0.35qm/F。