Question

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時速1600公里的超音速汽車
2010年10月17日，英國工程師展示研制出的一輛超音速汽車（如圖所示），該車達(dá)到1000英里（約合1609公里）/小時的速度，相當(dāng)于商業(yè)噴氣式飛機的兩倍，將創(chuàng)造短期內(nèi)無法超越的世界紀(jì)錄．這款名為“尋血獵犬”的汽車共有三個引擎，使用了新型燃料，并搭載新型戰(zhàn)斗機發(fā)動機，在車輛加速至480公里/小時后，位于車頂?shù)囊环N混合火箭發(fā)動機將繼續(xù)為車輛加速，直至最終的極速．車身長12.8米，重6.4噸，車輪直徑為0.9米，這些指標(biāo)相當(dāng)于家用汽車的2～3倍．鉛筆形外殼是由航空級鋁和高強度鈦合金鍛造而成．它的最大功率為13.5萬匹馬力，相當(dāng)于180個一級方程式賽車的功率．
（1）該超音速汽車運用了新型燃料，是由于該燃料的

熱值

大，并搭載了新型混合發(fā)動機，其獲得的機械能是由燃料燃燒所釋放的

內(nèi)

能最終轉(zhuǎn)化來的．
（2）若1匹馬力相當(dāng)于730瓦，則一個一級方程式賽車的功率為

547500

W．
（3）某九年級物理興趣小組對上述材料中的速度之大產(chǎn)生了興趣，他們想“質(zhì)量和速度誰對動能的影響較大呢？”于是，他們借助速度傳感器和其他儀器在實驗室做了鋼球撞擊木塊的模擬實驗，得出了有關(guān)數(shù)據(jù)，如表一和表二所示．
表一：（鋼球撞擊時的速度為v=8cm?s^-1）

序號	鋼球質(zhì)量 m/g	木塊滑行距離 s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

表二：（鋼球質(zhì)量為m=100g）

序號	鋼球撞擊速度 v/cm?s-1		木塊滑行距離 s/cm
1		8	10
2		16	40
3		24	90

請分析表中的數(shù)據(jù)，得出相關(guān)的結(jié)論：
①分析表一中的數(shù)據(jù)可得出：物體的速度一定時，動能跟

質(zhì)量

成正比；
②分析表二中的數(shù)據(jù)可得出：物體的質(zhì)量一定時，動能跟

速度的平方

成正比；
③由此可以得出：

速度

對物體的動能影響較大．
④通常，載重汽車造成的車禍比小轎車造成的車禍要嚴(yán)重的多，這可以用上述分析的結(jié)論

①

（選填①、②或③）來解釋；但也有例外，小轎車有時比載重汽車嚴(yán)重的多，造成這種情況的原因是小轎車的

速度比載重汽車快

．

Answer 1

分析：（1）熱值是指1kg某種燃料在完全燃燒時放出的熱量，燃料燃燒放出的熱量越多；熱機在工作時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）根據(jù)換算關(guān)系求出汽車的最大功率，它相當(dāng)于180個一級方程式賽車的功率，再求出一個一級方程式賽車的功率；
（3）①動能大小和物體的質(zhì)量、運動速度有關(guān)，在實驗過程中用到控制變量法；表一中數(shù)據(jù)控制鋼球的速度一定，研究動能大小和鋼球的質(zhì)量的關(guān)系；
②表二中數(shù)據(jù)控制鋼球的質(zhì)量一定，研究動能大小和鋼球的速度的關(guān)系．

解答：解：（1）使用了新型燃料，主要是因為這種燃料的熱值大，在燃燒相同質(zhì)量的燃料時，它放出的熱量多；該汽車屬于熱機的一種，是利用內(nèi)能來做功的機械，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）該汽車的最大功率：P=13.5萬匹馬力=13.5×10⁴×730W=9.855×10⁷W，
一個一級方程式賽車的功率：P′=

9.855×107W

180

=547500W；
（3）①表一中控制鋼球的速度一定，表一中的數(shù)據(jù)可以看出：質(zhì)量增大到原來的2倍、3倍，木塊滑行的距離也增大到原來的2倍、3倍，即木塊的動能增大到原來的2倍、3倍．可得出：物體的速度一定時，動能和質(zhì)量成正比；
②表二中數(shù)據(jù)控制鋼球的質(zhì)量一定，表二中的數(shù)據(jù)可以看出：鋼球的運動速度增大到原來的2倍、3倍，木塊滑行的距離也增大到原來的4倍、9倍，即木塊的動能增大到原來的4倍、9倍．可得出：物體的質(zhì)量一定時，動能和運動速度的平方成正比；
③綜合分析表一、二中的數(shù)據(jù)，質(zhì)量增加到原來的2倍，動能增加為原來的2倍，速度增加到原來的2倍，動能增加為原來的4倍，因此可以得出：速度對物體的動能影響較大；
④通常，載重汽車造成的車禍比小轎車造成的車禍要嚴(yán)重的多，這是因為載重汽車的質(zhì)量比小轎車的質(zhì)量大得多，動能大得多，可以用結(jié)論①來解釋；
小轎車有時比載重汽車嚴(yán)重的多，雖然小轎車的質(zhì)量比載重汽車小，但是其速度卻比載重汽車快，因此造成這種情況的原因是小轎車的速度比載重汽車快．
故答案為：（1）熱值；內(nèi)能；（2）547500；（3）質(zhì)量；速度的平方；速度；①；速度比載重汽車快．

點評：（1）掌握用控制變量法和轉(zhuǎn)換法研究動能大小的影響因素．
（2）掌握動能大小的影響因素．
（3）學(xué)會利用實驗數(shù)據(jù)分析實驗結(jié)論．