Question

3．阅读短文，回答问题
在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能．
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的比热容较大的性质．
（3）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有275kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10^-2m²，轿车对地面的压强为5×10⁵Pa．（g取10N/kg）
（4）若汽车油箱的容积为60升，内装的是密度为0.71×10³ kg/m³、热值为4.6×10⁷J/kg的汽油，则该油箱中最多可装42.6kg的汽油．若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kw，则汽车发动机的效率为26.1%．
（5）通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离）数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/（km﹒h-1）	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18		50	72

当轿车以80km/h行驶时所对应的制动距离为32m．

Answer 1

分析 （1）汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，气体对外做功，将内能转化为机械能；
（2）水的比热容大，和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（3）已知汽车、人、货物质量和汽车与地面的接触面积，利用重力公式和压强公式求汽车对地面的压强；
（4）根据m=ρV算出汽油的质量；已知行驶的距离和速度，根据速度的变形公式可求所用的时间，再根据公式W=Pt可求汽车的有用功；根据公式Q=qm可求释放的能量，有用功与释放能量的比值就是发动机的热机效率；
（5）第n次实验，速度v_n，制动距离m_n，根据表中数据所反映的规律为：m_n=0.1×（n+1）×v_n，利用此规律计算即可．

解答 解：（1）汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能；
（2）因为水的比热容大，和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车上的散热器用水作为冷却剂；
（3）车、人、货物的总质量：
m=1725kg+275kg=2000kg，
因为在水平路面上
所以汽车对地面的压力：
F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N，
汽车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20000N}{4.0×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（4）根据ρ=$\frac{m}{V}$得
该油箱中最多可装汽油的质量为：m=ρV=0.71×10³kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
根据v=$\frac{s}{t}$可得，行驶时间：
t′=$\frac{{s}^{′}}{{v}^{′}}$=$\frac{100×1{0}^{3}m}{20m/s}$=5000s，
汽车的有用功：
W_有=P′t′=12×10³W×5000s=6×10⁷J，
释放的能量：
Q=m″q=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J；
发动机的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{Q}$×100%=$\frac{6×1{0}^{7}J}{2.3×1{0}^{8}J}$×100%≈26.1%；
（5）第n次实验，速度v_n，制动距离m_n，
则m_n=0.1×（n+1）×v_n=0.1×（3+1）×80m=32m．
故答案为：
（1）做功；（2）比热容；（3）5×10⁵；（4）42.6；26.1%；（5）32．

点评 本题为力学和热学综合题，涉及到的知识点多、综合性强，要求灵活选用所学知识分析求解，并能依据表格中的参数和相关图象通过选择有用的信息来进行分析，具有一定的难度．