Question

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經走進我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．
（1）汽車散熱器等制冷設備常用水作為冷卻劑，這是利用了水的

比熱容

較大的性質；
（2）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關系如圖乙所示．則在0-5s時間內，轎車發動機做功

4.5×10⁵

J，轎車運動過程中受到的阻力是

3000

N．
（3）汽車在行駛中，由于路況和車速的不同，發動機的實際功率也不同，通常行駛時，實際功率要小于它的最大功率．某型號轎車的有關數據如下表．
（某標號汽油的熱值約為4.5×10⁷J/kg，密度約為0.7×10³kg/m³）

發動機最大功率	90kW
百公里耗油（100km/h勻速行駛）	6.0L（某標號汽油）
最大車速	170km/h

求：若轎車以100km/h的速度勻速行駛lh，則轎車消耗了

4.2

千克的汽油若轎車發動機的效率是30%，當轎車以100km/h的速度勻速行駛時，發動機的實際功率是

1.575×10⁴

瓦特．

Answer 1

分析：（1）水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低的少；升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多．
（2）利用功的公式W=Pt可計算轎車發動機所做的功；
利用二力平衡知識可知阻力大小等于牽引力，所以先在圖乙中找到汽車勻速直線運動是的速度，再利用功率的計算公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，求出牽引力F，即等于阻力的大小．
（3）根據公式v=

s

t

求出汽車行駛的距離，根據表中數據可知，消耗油的體積，根據公式ρ=

m

V

求出油的質量；根據公式Q=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量，從而求出發動機做的有用功，根據公式P=

W

t

求出轎車的實際功率．

解答：解：（1）水的比熱容最大，降低相同溫度吸收熱量多，所以利用了水的比熱容較大的性質．
（2）轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車發動機做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運動時的速度是v=30m/s；
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv
∴轎車運動過程中受到的阻力：f=F=

P

v

=

9×104W

30m/s

=3000N；
（3）∵v=

s

t

∴轎車行駛1h行駛的路程：s=vt′=100km/h×1h=100km，由表中數據可知，消耗油的體積為V=6.0L=6×10^-3m³，
∵ρ=

m

V

，
∴消耗油的質量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×6×10^-3m³=4.2 kg．
消耗汽油放出的總熱量Q=mq=4.5×10⁷J/kg×4.2 kg=1.89×10⁸J，
發動機做的有用功：W_有=ηQ=30%×1.89×10⁸J=5.67×10⁷J；
發動機的實際功率：
P_實=

W有

t′

=

5.67×107J

3600s

=1.575×10⁴W．
故答案為：（1）比熱容；（2）4.5×10⁵；3000；（3）4.2；1.575×10⁴．

點評：本題通過生活中一個具體實例，考查了多方面的物理知識，要求學生對所學的知識熟練掌握并能學以致用．注意在進行計算時，看清題目中所給的條件，單位要統一．