Question

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．
（1）汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质；
（2）若轿车以90kW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v与时间t的关系如图乙所示．则在0-5s时间内，轿车发动机做功______J，轿车运动过程中受到的阻力是______N．
（3）汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率．某型号轿车的有关数据如下表．
（某标号汽油的热值约为4.5×10⁷J/kg，密度约为0.7×10³kg/m³）

发动机最大功率	90kW
百公里耗油（100km/h匀速行驶）	6.0L（某标号汽油）
最大车速	170km/h

求：若轿车以100km/h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了______千克的汽油若轿车发动机的效率是30%，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是______瓦特．

Answer 1

解：（1）水的比热容最大，降低相同温度吸收热量多，所以利用了水的比热容较大的性质．
（2）轿车的功率P=90kW=9×10⁴W，
轿车发动机做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由图示知轿车匀速运动时的速度是v=30m/s；
∵P===Fv
∴轿车运动过程中受到的阻力：f=F===3000N；
（3）∵v=
∴轿车行驶1h行驶的路程：s=vt′=100km/h×1h=100km，由表中数据可知，消耗油的体积为V=6.0L=6×10^-3m³，
∵ρ=，
∴消耗油的质量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×6×10^-3m³=4.2 kg．
消耗汽油放出的总热量Q=mq=4.5×10⁷J/kg×4.2 kg=1.89×10⁸J，
发动机做的有用功：W_有=ηQ=30%×1.89×10⁸J=5.67×10⁷J；
发动机的实际功率：
P_实===1.575×10⁴W．
故答案为：（1）比热容；（2）4.5×10⁵；3000；（3）4.2；1.575×10⁴．
分析：（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多．
（2）利用功的公式W=Pt可计算轿车发动机所做的功；
利用二力平衡知识可知阻力大小等于牵引力，所以先在图乙中找到汽车匀速直线运动是的速度，再利用功率的计算公式P===Fv，求出牵引力F，即等于阻力的大小．
（3）根据公式v=求出汽车行驶的距离，根据表中数据可知，消耗油的体积，根据公式ρ=求出油的质量；根据公式Q=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，从而求出发动机做的有用功，根据公式P=求出轿车的实际功率．
点评：本题通过生活中一个具体实例，考查了多方面的物理知识，要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用．注意在进行计算时，看清题目中所给的条件，单位要统一．