Question

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．下表是這輛四輪轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)：

轎車的基本參數(shù)		氙氣大燈的技術(shù)參數(shù)
車身質(zhì)量（千克）	1900	額定電壓（伏）	12
長/寬/高（毫米）	5175/1899/1480	耗電功率（瓦）	30
油耗（升/百公里）	7.4	汽車電瓶的技術(shù)參數(shù)
最大輸出功率（千瓦）	150	電壓（伏）	12
最高時(shí)速（千米/小時(shí)）	210	充電時(shí)間（小時(shí)）	20
輪胎寬度（毫米）	200	電瓶容量（安?小時(shí)）	50

（1）小汽車的輪胎上有許多凹凸不平的花紋，是為了

增大

（選填“增大”或“減小”）輪胎與地面間的摩擦力；
（2）小汽車的發(fā)動機(jī)是汽油機(jī)，汽油機(jī)工作時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是

壓縮

沖程；
（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中受到的阻力不變，運(yùn)動的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示．則在20～25s時(shí)間內(nèi)，該過程發(fā)動機(jī)做的功是多少J？轎車在運(yùn)動過程中受到的阻力多大？（g取10牛/千克）？
（4）請?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線將汽車的啟動原理圖連接完整．
說明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動（相當(dāng)于閉合開關(guān)），電動機(jī)工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)的工作電壓．
（5）該轎車的頭部裝有兩盞氙氣大燈，若用該轎車上充足電的電瓶給氙氣大燈供電．最多能供氙氣大燈正常工作多長時(shí)間？

Answer 1

分析：（1）摩擦力的影響因素有兩個，即壓力和接觸面的粗糙程度；故增大摩擦的方法有：在壓力不變的情況下，增大接觸面的粗糙程度；在接觸面粗糙程度不變的情況下，增大壓力；
（2）汽油機(jī)的壓縮沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，空氣和汽油混合氣體被壓縮，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增大，溫度升高，活塞對混合氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）發(fā)動機(jī)的功率不變，根據(jù)W=Pt求出20～25s內(nèi)發(fā)動機(jī)做的功；當(dāng)汽車勻速運(yùn)動時(shí)，牽引力等于摩擦力，此時(shí)機(jī)車的功率P=fv；
（4）由題意可知，鑰匙孔相當(dāng)于控制電路的開關(guān)，所以應(yīng)將其與電磁鐵、電源連接在一起；連接電源時(shí)要注意，電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)的工作電壓，所以只需要選擇一塊電池進(jìn)行連接即可．
（5）根據(jù)W=UIt求出電瓶儲存的電能，根據(jù)t=

W

P

求出供其正常工作的時(shí)間．

解答：解：（1）小汽車的輪胎上有許多凹凸不平的花紋，即在壓力不變的情況下，增大了接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力；
（2）汽油機(jī)的壓縮沖程中，活塞向下運(yùn)動，汽油和空氣的混合物溫度升高，活塞運(yùn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為汽油和空氣混合物的內(nèi)能；
（3）因轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，
所以轎車發(fā)動機(jī)在20～25s內(nèi)做功：
W=Pt=90×10³W×5s=4.5×10⁵J；
由圖象可知，20～25s內(nèi)轎車的速度為30m/s，
∵轎車做勻速直線運(yùn)動，
∴牽引力和阻力是一對平衡力，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，
∴f=F=

P

v

=

90×103W

30m/s

=3000N；
（4）電路連接如圖，鑰匙孔與一節(jié)電池、電磁鐵組成控制電路，電動機(jī)與總電源組成工作電路．

（5）電瓶儲存的電能：
W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×10⁶J
由P=

W

t

可得，能供氙氣大燈正常工作的時(shí)間：
t=

W

P

=

2.16×106J

2×30W

=3600s=10h．
答：（1）增大；
（2）壓縮；
（3）在20～25s時(shí)間內(nèi)，該過程發(fā)動機(jī)做的功是4.5×10⁵J，轎車在運(yùn)動過程中受到的阻力3000N；
（4）如上圖所示；
（5）最多能供氙氣大燈正常工作10h．

點(diǎn)評：本題考查了增大摩擦力的方法、內(nèi)燃機(jī)的四個沖程、功的計(jì)算、電能的計(jì)算、電功率公式和功率公式以及二力平衡條件的靈活應(yīng)用，涉及到的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)；明白電磁繼電器的工作原理是關(guān)鍵．