Question

【題目】近幾年政府推出了“汽車下鄉” 、“小排氣量購置稅減半”、 “以舊換新”等政策，極大的促進了汽車行業的發展，隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經走進我們的家庭，小明的爸爸最近也購買了一輛轎車．小明利用所學的物理知識對汽車進行了一系列探索與研究活動：

(1)小明同學閱讀了汽車發動機的說明書后，將內燃機的能量流向制成如圖甲所示的圖表，請根據給出的信息，計算完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得多少的能量 ____________？這些能量能產生多少有用功______________？（汽油的熱值為4.6×107J/kg）

（2）汽車行駛時發動機燃燒m質量的汽油，產生的牽引力為F，熱機的效率是η，能使汽車前進的距離s為_______________________（用給出物理量的符號表示距離，汽油的熱值在本小題中用q表示）

（3）通過測量獲得轎車以不同速度行駛時對應的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數據如表所示：根據表中數據所反映的規律可知，當轎車速度為120km/h時對應的制動距離是____________________m．

Answer 1

【答案】見解析所示 見解析所示 見解析所示 見解析所示

【解析】

(1) 汽油的熱值為4.6×107J/kg，完全燃燒0.2kg的汽油產生的熱量：Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J，由圖可知，有用功的能量：100%30%33%7%＝30%，因為η＝30%；因此產生的有用功：W＝Q放×30%＝9.2×106J×30%＝2.76×106J，(2)由題意知：汽車行駛時發動機產生的牽引力是F，燃燒汽油的質量為m，汽油的熱值是q，汽油機的效率為η，汽車通過的距離設為S.由此可以得到完全燃燒質量為m的汽油產生的總能量：Q＝mq，有效利用的能量：Q有＝Qη＝mqη①，有效利用的能量對汽車做功,即W＝Q有②，牽引力對汽車做的功W＝FS③，聯立①②③式解得：S＝.(3)通過對1、2、3、4的分析可知速度越大制動距離越大，即制動距離一定與速度有關，但明顯不是正比關系。故可以想到可能與速度的平方成正比，通過計算可知制動距離的確與速度的平方成正比：則由 得：120km/h的制動距離為72m.