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九年级物理解答题一般
题目
有一辆汽油机提供动力的汽车,该车输出功率与汽油机转速的关系如图所示.这辆汽车在某次测试时以90km/h90km/h的速度在水平公路上匀速行驶了10min10\min,消耗1.1kg1.1kg的汽油,此过程中汽油机的转速为2000r/min(2000r/\min (汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg)q_{汽油}=4.6\times 10^{7}J/kg)
(1)(1)该汽车行驶时产生的牵引力多大?
(2)(2)若消耗的汽油完全燃烧,汽油机一个工作循环汽油完全燃烧的热量多少焦耳?
(3)(3)此过程中汽油机的效率是多少?(百分数保留到0.1)0.1位)
知识点:功的计算II、热机章节:第5章 热与能 / 5.5 热机

答案与解析

答案

(1)由图可知,转速为2000r/min2000r/\min时对应的汽车输出功率为P=30kW=3×104WP=30kW=3\times 10^{4}Wv=90km/h=25m/sv=90km/h=25m/s,根据P=Wt=Fst=FvP=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv可知,牵引力为:
F=Pv=3×104W25m/s=1200NF=\frac{P}{v}=\frac{3×10^4W}{25m/s}=1200N
(2)1.1kg(2)1.1kg汽油完全燃烧放出的热量为:
Q=mq汽油=1.1kg×4.6×107J/kg=5.06×107JQ_{放}=mq_{汽油}=1.1kg\times 4.6\times 10^{7}J/kg=5.06\times 10^{7}J
此过程中汽油机的转速为2000r/min2000r/\min,飞轮转22圈完成一个工作循环,对外做一次功,即每分钟完成10001000个工作循环,则10min10\min汽油机对外做功的次数为1000010000
汽油机一个工作循环汽油完全燃烧的热量为:
Q=Q10000=5.06×107J10000=5.06×103JQ=\frac{{Q}_{放}}{10000}=\frac{5.06×1{0}^{7}J}{10000}=5.06\times 10^{3}J
(3)(3)此过程中汽油机做的有用功为:
W=Pt=3×104W×10×60s=1.8×107JW=Pt=3\times 10^{4}W\times 10\times 60s=1.8\times 10^{7}J
此过程中汽油机的效率为:
η=WQ×100%=1.8×107J5.06×107J×100%35.6%\eta =\frac{W}{Q_放}\times 100\%=\frac{1.8×10^7J}{5.06×10^7J}\times 100\%\approx 35.6\%
答:(1)该汽车行驶时产生的牵引力为多大?
(2)(2)若消耗的汽油完全燃烧,汽油机一个工作循环汽油完全燃烧的热量为5.06×103J5.06\times 10^{3}J
(3)(3)此过程中汽油机的效率是35.6%35.6\%

解析

(1)由图可知,转速为2000r/min2000r/\min时对应的汽车输出功率为P=30kW=3×104WP=30kW=3\times 10^{4}Wv=90km/h=25m/sv=90km/h=25m/s,根据P=Wt=Fst=FvP=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv可知,牵引力为:
F=Pv=3×104W25m/s=1200NF=\frac{P}{v}=\frac{3×10^4W}{25m/s}=1200N
(2)1.1kg(2)1.1kg汽油完全燃烧放出的热量为:
Q=mq汽油=1.1kg×4.6×107J/kg=5.06×107JQ_{放}=mq_{汽油}=1.1kg\times 4.6\times 10^{7}J/kg=5.06\times 10^{7}J
此过程中汽油机的转速为2000r/min2000r/\min,飞轮转22圈完成一个工作循环,对外做一次功,即每分钟完成10001000个工作循环,则10min10\min汽油机对外做功的次数为1000010000
汽油机一个工作循环汽油完全燃烧的热量为:
Q=Q10000=5.06×107J10000=5.06×103JQ=\frac{{Q}_{放}}{10000}=\frac{5.06×1{0}^{7}J}{10000}=5.06\times 10^{3}J
(3)(3)此过程中汽油机做的有用功为:
W=Pt=3×104W×10×60s=1.8×107JW=Pt=3\times 10^{4}W\times 10\times 60s=1.8\times 10^{7}J
此过程中汽油机的效率为:
η=WQ×100%=1.8×107J5.06×107J×100%35.6%\eta =\frac{W}{Q_放}\times 100\%=\frac{1.8×10^7J}{5.06×10^7J}\times 100\%\approx 35.6\%
答:(1)该汽车行驶时产生的牵引力为多大?
(2)(2)若消耗的汽油完全燃烧,汽油机一个工作循环汽油完全燃烧的热量为5.06×103J5.06\times 10^{3}J
(3)(3)此过程中汽油机的效率是35.6%35.6\%

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