Question

9．小明一家自驾去三门蛇蟠岛游玩．他们早上8：00从临海出发，9：15到达目的地．汽车表盘显示这段时间共行驶了50千米．
（1）小明一家从临海开车到三门蛇蟠岛的平均速度为多少？
（2）如图是汽油机的四个冲程，你认为让汽车获得动力的冲程是C（填字母）．

（3）在临海到三门蛇蟠岛的途中，有一段时间汽车以72km/h在平直公路上匀速行驶．此时汽车输出功率为3×10⁴W，则汽车在这段路程中受到的摩擦力有多大？

Answer 1

分析 （1）先求出汽车行驶的时间，然后根据v=$\frac{s}{t}$求出小明一家从临海开车到三门蛇蟠岛的平均速度；
（2）抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析；
其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，提供动力；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出汽车的牵引力，然后利用二力平衡条件求出汽车在这段路程中受到的摩擦力．

解答 解：（1）汽车行驶的时间：
t=t₂-t₁=9：15-8：00=1h15min=1.25h，
则小明一家从临海开车到三门蛇蟠岛的平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{50km}{1.25h}$=40km/h
（2）在汽油机的四个冲程（吸气、压缩、做功、排气）中，内能转化为机械能的是做功冲程，该冲程让汽车获得动力；
A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意；
B图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；
C图：气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意；
D图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意．
故选：C．
（3）汽车的速度v′=72km/h=20m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，汽车的牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{3×1{0}^{4}W}{20m/s}$=1500N，
因为汽车在平直公路上匀速行驶，根据二力平衡条件可知，
则汽车在这段路程中受到的摩擦力f=F=1500N．
答：（1）小明一家从临海开车到三门蛇蟠岛的平均速度为40km/h；
（2）C；
（3）汽车在这段路程中受到的摩擦力为1500N．

点评 本题以汽车为背景综合考查了速度公式、内燃机的四个冲程的判断及功率公式的应用等知识，与生活实际紧密相连，有意义！