Question

13．如图汽车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据流体压强和流速的关系的原理，当轿车高速行驶时，能产生较大的抓地力．当行驶在水平地面上汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内汽油机完成20个工作循环．若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，则这些汽油完全燃烧能放出9.2×l0⁷J的热量．在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过做功的方式增加物体内能的；汽车在制动过程中，速度不断减小，能的总量不变（填“减少”、“增加”、“不变”），转化获得的能量无法自动转化为机械能再用来开动汽车，这是因为能量的转化具有方向性．（汽油热值4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大．
（2）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，活塞往复1次，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．
（3）知道汽油的质量和热值，利用Q_放=mq求汽油完全燃烧产生的热量．
（4）改变内能的方法：一是做功，对物体做功（克服摩擦做功、压缩气体做功），物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少；二是热传递．
（5）能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变．

解答 解：（1）由于气流偏导器上表面平直，下表面凸起，所以当跑车高速行驶时，流过气流偏导器上方的空气速度较慢，压强较大；而流过下方的空气速度较快，压强较小．增加轿车对地面的压力，提高车轮的抓地性能；
（2）四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，
四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，所以1s内，飞轮转40圈，活塞往复运动80次，共20个工作循环，80个冲程，做功20次．
（3）2kg汽油完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=2kg×4.6×l0⁷J/kg=9.2×l0⁷J．
（4）刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能；
（5）根据能量守恒定律可知：能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变．
电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，无法自动转化为电能或机械能，这些现象均说明能量的转化是具有方向性的．如内能是从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反．
故答案为：流体压强和流速的关系；20；9.2×l0⁷；做功；不变；方向．

点评 此题以常见的汽车为载体综合考查了流体压强和流速的关系、能量的转化和能量的方向性、物体内能的改变、燃料的热值和有关热机的计算，考查非常全面，要求学生熟练掌握所学知识．