Question

【题目】近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/（kmh﹣1）	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18	32	50

（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 较大的特点．

（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量？这些能量能产生多少有用功？（汽油的热值为4.6×107J/kg）（写出计算过程）

（3）若轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？（写出计算过程）

（4）汽车行驶时发动机燃烧m质量的汽油，产生的牵引力为F，热机的效率是η，能使汽车前进的距离s为 （用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）

（5）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 m．

Answer 1

【答案】（1）比热容；

（2）完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少9.2×106J的能量，这些能量能产生多少2.76×106J的有用功；

（3）在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少4×105J；（4）； （5）72．

【解析】解：（1）因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助散热．

（2）汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量：

Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；

由图可知，有用功的能量：100%﹣30%﹣33%﹣7%=30%，

因为η=30%；

因此产生的有用功：W=Q放×30%=9.2×106J×30%=2.76×106J

（3）因轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功W=Pt=8×104W×5s=4×105J；

（4）由题意知：汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，燃烧汽油的质量为m，汽油的热值是q，汽油机的效率为η，汽车通过的距离设为S．

由此可以得到完全燃烧质量为m的汽油产生的总能量：Q=mq，

有效利用的能量：Q有=Qη=mqη﹣﹣﹣﹣①，

有效利用的能量对汽车做功，即W=Q有﹣﹣﹣﹣②，

牵引力对汽车做的功W=FS﹣﹣﹣﹣③，

联立①②③式解得：S=．

（5）通过对1、2、3、4的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系．故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：

则由=得：120km/h的制动距离为72m．

故答案为：（1）比热容；

（2）完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少9.2×106J的能量，这些能量能产生多少2.76×106J的有用功；

（3）在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少4×105J；（4）； （5）72．