Question

3．随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展．汽车应用了许多物理知识，请你解答：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，其中压缩冲程将机械能转化为内能；
（2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将降低（升高/不变/降低）；
（3）汽车发动机在工作时：发动机的温度会升得很高，通常在发动机外装有水套，汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是水的比热容大；
（4）汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速．那么，在爬坡时减慢车速的目的是增大牵引力．
（5）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成20个工作循环．对外做功20次．

Answer 1

分析 （1）本题应掌握汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能；
（2）热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响；
（3）水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比较，变化相同的温度，水吸收或放出的热量更多；
（4）当油门调到最大时，功率达最大此时功率无法再增加，由P=FV可分析减少车速的原因；
（5）汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成．在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次．

解答 解：（1）汽油机的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能；
（2）冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低．
（3）水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比较，变化相同的温度，水吸收或放出的热量更多，因此，汽车发动机用水循环使其冷却．
（4）爬坡时需要发动机有很大的牵引力，而单靠增大功率无法达到必要的牵引力，而由P=FV得：要想使F增大，只能减小速度．当功率为最大时，速度最小时牵引力最大；
故减小速度可以增大发动机的牵引力；而不是为了保证安全；而油量取决于油门的大小，故也无法省油；机械效率取决于损耗能量的多少，而减小速度不会减小能量的损耗；
（5）四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮每秒钟转40圈．因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转40圈，共20个工作循环，对外做功20次．
故答案为：（1）压缩；（2）降低；（3）水的比热容大；（4）增大牵引力；（5）20；20．

点评 此题考查了内燃机的相关知识，既有能量转化的判断，又有相关计算，是一道典型的综合题题目．