Question

【題目】某摩托車的四沖程汽油發(fā)動機效率為25%，汽缸容積為500ml，活塞面積50cm2 ， 做功沖程時，曲軸轉(zhuǎn)速2400r/min時，燃氣對活塞表面的壓強為106Pa，該車以此轉(zhuǎn)速在平直的公路上勻速行駛前進15km，用油0.8kg，汽油熱值為4.5x107J/kg．求：
（1）做功沖程時，活塞受到燃氣的作用力？
（2）汽油發(fā)動機的功率是多少kw？
（3）摩托車行駛時受到地面的摩擦力？

Answer 1

【答案】
（1）解：由壓 可得：做功沖程時，活塞受到燃氣的作用力F=PS=106Pa×50×10﹣4m2=5000N
（2）解：一個做功沖程中活塞的行程 =0.1m；

一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W=Fs=5000N×0.1m=500J；

曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動2400周，要做功1200次，

1min內(nèi)總共做功W總=W×1200=500J×1200=6×105J，

汽油機發(fā)動機的功率 W=10kW

（3）解：該車在平直的公路上勻速行駛前進時，受到地面的摩擦力與牽引力相等，即f=F；

此時克服摩擦力做的功為有用功W有用=fS．汽油完全燃燒放出的熱量為總功Q放=qm，

由η= 可得：摩托車行駛時受到地面的摩擦力f=

【解析】（1）已知燃氣的壓強，利用F=PS求熱機工作時燃氣的壓力；（2）利用W=Fs求一個沖程做的功；曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動2400周，要做功1200次，求出1min做的總功，再利用功率公式求柴油機的功率；（3）利用熱機效率的計算公式求解摩擦力．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關(guān)知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa），以及對功率的計算與測量的理解，了解功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．