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物理必考下表是某四轮轿车的部分数据.图1是该轿车发动机的能量流向图.

更新时间:2024-01-20 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

下表是某四轮轿车的部分数据,图1是该轿车发动机的能量流向图.KZz物理好资源网(原物理ok网)

小汽车的质量700kg小汽车的额定功率60kW
每个轮胎与地面的接触面积500cm2100km耗油量10L

(1)该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶,速度为72Km/h,请计算该车10min内牵引力所做的功多大?汽车受到的阻力多大?KZz物理好资源网(原物理ok网)

(2)请依据能量流向图(如图1),计算汽车发动机的效率.为提高汽车发动机的效率,请提出一种合理的设想、方法、或建议.KZz物理好资源网(原物理ok网)

(3)如图2的交通限速标志牌,都是汽车在相同的公路行驶,为什么载重货车的速度限制的更小,而小汽车的速度限制的较大?加以解释:________.KZz物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

解:KZz物理好资源网(原物理ok网)

(1)∵P=KZz物理好资源网(原物理ok网)

∴牵引力做的功为W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J;KZz物理好资源网(原物理ok网)

∵P===FvKZz物理好资源网(原物理ok网)

∴机车牵引力为F===3×103NKZz物理好资源网(原物理ok网)

机车受到的阻力为f=F=3000N.KZz物理好资源网(原物理ok网)

(2)发动机的效率为η===20%;KZz物理好资源网(原物理ok网)

要提高发动机的效率,可以提高汽油的燃烧效率;降低废气的温度,减少气缸散热和减少机械间摩擦.KZz物理好资源网(原物理ok网)

(3)小汽车、大汽车和货车相比,小汽车质量最小,货车质量最大,所以货车惯性最大.假设三种汽车速度相同,需要紧急刹车时,由于货车惯性最大,制动距离最长,所以货车限速值最小,小汽车限速值较大.KZz物理好资源网(原物理ok网)

答:KZz物理好资源网(原物理ok网)

(1)牵引力做的功为3.6×107J,机车受到的阻力为3000N;KZz物理好资源网(原物理ok网)

(2)发动机的效率为20%;要提高发动机的效率,可以提高汽油的燃烧效率;降低废气的温度,减少气缸散热和减少机械间摩擦.KZz物理好资源网(原物理ok网)

(3)小汽车、大汽车和货车相比,小汽车质量最小,货车质量最大,所以货车惯性最大.假设三种汽车速度相同,需要紧急刹车时,由于货车惯性最大,制动距离最长,所以货车限速值最小,小汽车限速值较大.KZz物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)已知汽车的额定功率和行驶时间,利用公式W=Pt得到牵引力做的功;已知汽车额定功率和行驶速度,利用公式F=得到牵引力,因为汽车匀速直线运动,所以受到的阻力等于牵引力;KZz物理好资源网(原物理ok网)

(2)已知燃料做有用功的能量和输入发动机的能量,两者之比就是发动机的效率;汽车发动机工作过程中,浪费的能量包括:废气带走的热量、气缸散热、克服机械之间的摩擦和燃料没有完全燃烧损失的能量,要提高发动机效率,应该在有用能量一定的前提下,减少能量的损失.KZz物理好资源网(原物理ok网)

(3)行驶过程中的汽车遇到意外需要紧急刹车时,由于惯性,仍然要保持原来的运动状态.在速度相同时,质量越大,惯性越大,运动状态越难以改变.KZz物理好资源网(原物理ok网)

点评:在机动车的能量损失中,废气带走的热量最多,所以设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施.KZz物理好资源网(原物理ok网)

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