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0.02m