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如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为L=0.12m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为F=3×103N，活塞以1400次/分钟作往复运动，汽油机-物理
[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲程长度为L=0.12m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压力为F=3×103N，活塞以1400次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次．求：
（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小；
（2）汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率；
（3）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率．（q汽油=4.6×107J/kg、不计摩擦，结果保留两位有效数字）

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）汽油机对外做功一次所做的功：W1=FS=3×103N×0.12m=360J
（2）汽油机一分钟做的功：W=
n
2
W1=
1
2
×1400×360J=252000J
汽油机做功的功率：P=
W
t
=
252000J
60s
=4200W
（3）燃料燃烧一分钟获得的内能：Q放=mq=20×10-3kg×4.6×107J/kg=9.2×105J
汽油机把内能转化为机械能的效率：η=
W
Q放
×100%=
252000J
9.2×105J
×100%≈27%．
答：（1）汽油机在此工作状态下，对外做的一次功的大小为360J；
（2）汽油机在此工作状态下，1min内做功的功率是4200W；
（3）汽油机把内能转化为机械能的效率为27%．

据专家权威分析，试题“如图为汽油机做功冲程的示意图．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞冲..”主要考查你对  功的计算，功率的计算，热机的效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功率的计算热机的效率

考点名称：功的计算

  • 功的计算公式：
    功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。

    单位：
    国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点：
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称：功率的计算

  • 功率的计算公式：
    （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
    （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

  • 公式法计算功率：
         运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
    例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：

    (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
    (2)铁明克服重力做功是多少?
    (3)铁明做功的总功率多大?
    解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
    （1）0.24m/s
    （2）
    （3）

    例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水=1．03×103kg／m3。
    (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
    (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。
    (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。

    解析：（1）由液体压强公式得，，
    （2）物体在水下受平衡力的作用，则
    则
    （3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
    P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
    答案：（1）7.21×105Pa（2）334N（3）87.5W

考点名称：热机的效率

  • 热机的效率：
    η=W有用/Q总×100%，其中W有用指用来做有用功的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。

  •  提高热机效率的途径：
    （1）燃料尽可能燃烧
    （2）尽量减少各类热量的损失
    （3）在热机的设计和制造上，采取先进技术
    （4）使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。

  • 机械效率、热效率、热机的效率的计算方法：
    效率问题是中考的热点问题，例如前面我们学习简单机械时的机械效率、太阳能热水器的吸热效率、炉子的放热效率等。
    1．机械效率：，其中W有用指有用功，即对人们有用的功；W总指利用机械做的总功。
    2．热效率：，其中Q有用指有效利用的热量， E指总能量。如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的热量(E=Q总=mq)；如果是太阳能热水器，则E为太阳射入的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的热量(E=Ult)。
    3．热机的效率：，其中W有用指用来做有用功的那部分能量，Q总指燃料完全燃烧释放的能量。

  • 温室效应和热岛效应
    1．温室效应：温室效应指的是地球表面一些气体 (如二氧化碳、氟氯烃、甲烷、氮氧化物、低空臭氧等)吸收部分的太阳辐射能量后，转化成内能释放到地球表面而不能散去．于是造成地表温度升高的效应。

    2．热岛效应：起城市“热岛效应”的主要原因有：
    ①工厂、交通工具等散发出大量的热量；
    ②城市的建筑物、马路上的砂石的比热容小，相同日照条件下升温快；
    ③城市中水少，使热量不能被充分吸收；
    ④楼群林立．难以形成空气对流，主要的改进措施有：植树造林、建绿地和人工湖等。
http://www.00-edu.com/html/202005/75753.html十二生肖
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