Question

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．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．
（1）汽車散熱器等制冷設(shè)備常用水作為冷卻劑，這是利用了水的

比熱容

較大的性質(zhì)；
（2）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v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

J，轎車運(yùn)動過程中受到的阻力是

3000

N．
（3）汽車在行駛中，由于路況和車速的不同，發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率也不同，通常行駛時，實(shí)際功率要小于它的最大功率．某型號轎車的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表．
（某標(biāo)號汽油的熱值約為4.5×10⁷J/kg，密度約為0.7×10³kg/m³）

發(fā)動機(jī)最大功率	90kW
百公里耗油（100km/h勻速行駛）	6.0L（某標(biāo)號汽油）
最大車速	170km/h

求：若轎車以100km/h的速度勻速行駛lh，則轎車消耗了

4.2

千克的汽油若轎車發(fā)動機(jī)的效率是30%，當(dāng)轎車以100km/h的速度勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率是

1.575×10⁴

瓦特．

Answer 1

分析：（1）水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低的少；升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多．
（2）利用功的公式W=Pt可計(jì)算轎車發(fā)動機(jī)所做的功；
利用二力平衡知識可知阻力大小等于牽引力，所以先在圖乙中找到汽車勻速直線運(yùn)動是的速度，再利用功率的計(jì)算公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，求出牽引力F，即等于阻力的大小．
（3）根據(jù)公式v=

s

t

求出汽車行駛的距離，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，消耗油的體積，根據(jù)公式ρ=

m

V

求出油的質(zhì)量；根據(jù)公式Q=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量，從而求出發(fā)動機(jī)做的有用功，根據(jù)公式P=

W

t

求出轎車的實(shí)際功率．

解答：解：（1）水的比熱容最大，降低相同溫度吸收熱量多，所以利用了水的比熱容較大的性質(zhì)．
（2）轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車發(fā)動機(jī)做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運(yùn)動時的速度是v=30m/s；
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv
∴轎車運(yùn)動過程中受到的阻力：f=F=

P

v

=

9×104W

30m/s

=3000N；
（3）∵v=

s

t

∴轎車行駛1h行駛的路程：s=vt′=100km/h×1h=100km，由表中數(shù)據(jù)可知，消耗油的體積為V=6.0L=6×10^-3m³，
∵ρ=

m

V

，
∴消耗油的質(zhì)量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×6×10^-3m³=4.2 kg．
消耗汽油放出的總熱量Q=mq=4.5×10⁷J/kg×4.2 kg=1.89×10⁸J，
發(fā)動機(jī)做的有用功：W_有=ηQ=30%×1.89×10⁸J=5.67×10⁷J；
發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=

W有

t′

=

5.67×107J

3600s

=1.575×10⁴W．
故答案為：（1）比熱容；（2）4.5×10⁵；3000；（3）4.2；1.575×10⁴．

點(diǎn)評：本題通過生活中一個具體實(shí)例，考查了多方面的物理知識，要求學(xué)生對所學(xué)的知識熟練掌握并能學(xué)以致用．注意在進(jìn)行計(jì)算時，看清題目中所給的條件，單位要統(tǒng)一．