Question

【題目】某摩托車(chē)的四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)效率為25%，汽缸容積為500ml，活塞面積50cm2 ， 做功沖程時(shí)，曲軸轉(zhuǎn)速2400r/min時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞表面的壓強(qiáng)為106Pa，該車(chē)以此轉(zhuǎn)速在平直的公路上勻速行駛前進(jìn)15km，用油0.8kg，汽油熱值為4.5x107J/kg．求：
（1）做功沖程時(shí)，活塞受到燃?xì)獾淖饔昧Γ?/span>
（2）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是多少kw？
（3）摩托車(chē)行駛時(shí)受到地面的摩擦力？

Answer 1

【答案】
（1）解：由壓 可得：做功沖程時(shí)，活塞受到燃?xì)獾淖饔昧�F=PS=106Pa×50×10﹣4m2=5000N
（2）解：一個(gè)做功沖程中活塞的行程 =0.1m；

一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功：W=Fs=5000N×0.1m=500J；

曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 W=10kW

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

此時(shí)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(chē)行駛時(shí)受到地面的摩擦力f=

【解析】（1）已知燃?xì)獾膲簭?qiáng)，利用F=PS求熱機(jī)工作時(shí)燃?xì)獾膲毫Γ唬?）利用W=Fs求一個(gè)沖程做的功；曲軸每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，所以1min轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)的功率；（3）利用熱機(jī)效率的計(jì)算公式求解摩擦力．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，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(qiáng)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(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa），以及對(duì)功率的計(jì)算與測(cè)量的理解，了解功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．