Question

3．汽車已經(jīng)走進了很多普通農(nóng)村家庭，最近方文同學也購買了一輛小汽車，方文同學十分高興，將汽車里里外外看了個遍，并且進行了認真地思考，發(fā)現(xiàn)汽車上許多地方都用到了物理知識，下面就是他思考的問題，請你和他一起解答．
（1）汽車發(fā)動機是汽油機，從能源可否再生角度看，汽油是不可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源；發(fā)動機工作時，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．
（2）若汽車油箱的容積為60L（dm³），內(nèi)裝密度為0.71×10³kg/m³、熱值為4.61×10⁷J/kg的汽油，則油箱最多可以裝多少千克的汽油？
（3）若轎車以60kW的恒定功率啟動做勻速直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，則在0-50s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機所做的功為多少？轎車在運動過程中受到的阻力為多少？

Answer 1

分析 （1）能源源不斷地從自然界獲得或可以重復(fù)利用的能源是可再生能源，不能源源不斷地從自然界獲得或不可以重復(fù)利用的能源是不可再生能源，知道生活中常見的可再生能源；內(nèi)燃機工作時做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）已知容積和密度，根據(jù)密度公式的變形，m=ρV可求質(zhì)量；
（3）已知功率，利用公式W=pt可求功，有圖象可知，汽車做勻速直線運動的速度，汽車二力平衡，牽引力和阻力大小相等，由公式F=$\frac{P}{v}$可求．

解答 解：（1）由于汽油不能源源不斷地從自然界獲得或不可以重復(fù)利用的能源是不可再生能源，汽車的內(nèi)燃機有四個沖程，其中做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）汽車油箱的容積，V=60L=60dm³=60×10^-3m³，
汽油的密度，ρ=0.71×10³kg/m³，
油箱最多裝的汽油的質(zhì)量，m=ρV=0.71×10³kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
（3）轎車以60kW的恒定功率運動50s所做的功，
W=Pt=60×10³w×50s=3×10⁶J；
由功和功率的關(guān)系，P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$，s=vt，所以P=Fv，
牽引力F=$\frac{P}{v}$，由圖象可知汽車做勻速直線運動時的速度v=30m/s，
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{60×1{0}^{3}w}{30m/s}$=2000N，
汽車勻速直線運動時，汽車二力平衡，牽引力和阻力大小相等，
f=F=2000N．
答：（1）不可再生，做功；（2）油箱最多裝的汽油的質(zhì)量為42.6kg；（3）在0-50s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機所做的功為3×10⁶J，轎車在運動過程中受到的阻力為2000N．

點評 本題主要考查能源，內(nèi)燃機的沖程的能量轉(zhuǎn)化，已知功率求功以及求阻力的大小，是一道綜合題，有難度．