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        1. (2011?常州模擬)近兩年政府推出了“汽車下鄉(xiāng)”、“小排氣量購置稅減半”、“以舊換新”等政策,極大的促進(jìn)了汽車行業(yè)的發(fā)展,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,小明的爸爸最近也購買了一輛轎車.小明利用所學(xué)的物理知識對汽車進(jìn)行了一系列探索與研究:

          (1)汽車發(fā)動機(jī)一般是柴油機(jī)或汽油機(jī),它把燃料燃燒放出的
          內(nèi)能
          內(nèi)能
          能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,完全燃燒0.1kg的汽油能夠獲得
          4.6×106
          4.6×106
          J的能量;(汽油的熱值為4.6×107J/kg)
          (2)汽車發(fā)動機(jī)常用循環(huán)流動的水來幫助它散熱,主要是利用了水的
          比熱容
          比熱容
          較大的特點(diǎn).
          (3)小明同學(xué)閱讀了汽車發(fā)動機(jī)的說明書后,將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示的圖表,請根據(jù)給出的信息,計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率為
          30%
          30%
          .汽車行駛時發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的牽引力是F,則燃燒m質(zhì)量的汽油,能使汽車前進(jìn)的距離s=
          0.3mq
          F
          0.3mq
          F
          .(用前面給出物理量的符號表示距離,汽油的熱值在本小題中用q表示)
          (4)小明想在圖甲中用筆畫線代替導(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.請你畫出小明的連線圖.
          (5)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υ與時間t的關(guān)系如圖乙所示.則在0~5s時間內(nèi),轎車發(fā)動機(jī)做功
          4.5×105
          4.5×105
          J.
          (6)通過測量獲得轎車以不同速度行駛時對應(yīng)的制動距離(即從操縱制動剎車到車停下來的距離),數(shù)據(jù)如表所示:根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律可知,當(dāng)轎車速度為120km/h時對應(yīng)的制動距離是
          72
          72
          m.
          分析:(1)內(nèi)燃機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械,知道汽油的質(zhì)量和熱值,利用燃料完全燃燒放熱公式求汽油完全燃燒放出的熱量;
          (2)水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,升高相同的溫度,水吸收的熱量多;
          (3)由能流圖得出轉(zhuǎn)化為有用功的能量占總能量的比值,得出內(nèi)燃機(jī)的效率;根據(jù)W=Q×30%求運(yùn)行距離;
          (4)電磁鐵工作時吸引銜鐵下來,根據(jù)杠桿原理,銜鐵的另一端向右運(yùn)動與觸點(diǎn)相連,使電動機(jī)連通開始工作;電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)的工作電壓,故電磁鐵只利用電源的一部分,據(jù)此連接電路;
          (5)知道發(fā)動機(jī)的功率和做功時間,利用W=Pt求發(fā)動機(jī)做功大小;
          (6)由對表格中速度和制動距離的關(guān)系的分析我們可以得出制動距離應(yīng)與速度的平方成正比,則可得速度為120km/h時的制動距離.
          解答:解:(1)汽車發(fā)動機(jī)把燃料燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;
          Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J;
          (2)因?yàn)樗谋葻崛荽,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,升高相同的溫度,水吸收的熱量多,所以汽車發(fā)動機(jī)常用循環(huán)流動的水來幫助散熱;
          (3)由圖可知,有用功的能量:100%-33%-30%-7%=30%,
          ∴η=30%;
          由題知:W=Fs=Q×30%=mq×30%,
          ∴s=
          0.3mq
          F
          ;
          (4)當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動時,電磁鐵有磁性,吸引銜鐵下來,銜鐵的另一端向右運(yùn)動與觸點(diǎn)相連,使電動機(jī)連通開始工作;電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)的工作電壓,故電磁鐵只利用電源的一部分,連接電路如圖:

          (5)∵轎車以90kW的恒定功率做直線運(yùn)動,
          ∴轎車發(fā)動機(jī)做功:
          W=Pt=9×104W×5s=4.5×105J;
          (6)通過對1、2、3、4的分析可知速度越大制動距離越大,即制動距離一定與速度有關(guān),但明顯不是正比關(guān)系.故可以想到可能與速度的平方成正比,通過計(jì)算可知制動距離的確與速度的平方成正比:
          則由
          (40km/h)2
          8m
          =
          (120km/h)2
          s
          解得:120km/h的制動距離為72m.
          故答案為:(1)內(nèi),4.6×106;(2)比熱容;(3)30%,
          0.3mq
          F
          ;(4)如圖所示;
          (5)4.5×105;(6)72.
          點(diǎn)評:本題為力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)綜合題,要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識、選用所學(xué)公式,涉及到實(shí)物圖的連接,知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng),屬于難題.
          練習(xí)冊系列答案
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