Question

汽車在高度行駛過程中一旦發(fā)生碰撞，車身停止，而乘員則會(huì)繼續(xù)向前與車身撞擊，甚至能把擋風(fēng)玻璃撞碎而飛出車外.在發(fā)生交通事故時(shí)，安全帶能對人體起到緩沖的作用，防止出現(xiàn)二次傷害.在發(fā)生嚴(yán)重撞擊時(shí)，方向盤等處的車載氣囊會(huì)自動(dòng)充氣彈出，在人體接觸到安全氣囊時(shí)，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣，從而起到緩沖作用，減輕身體所受沖擊力，大大減小傷害.

（1）汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”通常都是以汽油或柴油為燃料的，汽油、柴油都屬于_    _（可再生/不可再生）能源；汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”一般需要用水來作冷卻劑，這是利用了水的_    _的屬性；

（2）一輛汽車沿一平直公路勻速行駛30km，消耗了2kg汽油，該汽車與路面間的摩擦力為690N，則此過程中汽油完全燃燒放出的熱量為_    _J，該汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”的效率為_    _（q_汽油＝4.6×10⁷J/kg）；

（3）汽車在高度行駛過程中發(fā)生碰撞，車身停止運(yùn)動(dòng)，而乘員由于具有_    _會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈性很強(qiáng)的安全帶被拉伸而獲得_    _能；安全帶做得寬大的目的是_    _；

（4）對于短文中提到的“緩沖”，文靜同學(xué)提出了自己的猜想：安全帶和安全氣囊增加人與碰撞物間的接觸時(shí)間，從而大大減小撞擊力.物理興趣小組的同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：在兩個(gè)相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉，從相同的高度先后落下同一只雞蛋.落在面粉厚度大的槽中，留下較深的坑，雞蛋完好無損；落在面粉厚度較小槽中，雞蛋破裂.實(shí)驗(yàn)中通過比較_    _來比較撞擊時(shí)間的長短，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證文靜同學(xué)的猜想是_    _（正確/錯(cuò)誤）的；請列舉上述 “緩沖”物理知識(shí)在生活中應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例：_    _.

Answer 1

（1）不可再生，比熱容大

（2）9.2×10⁷  22.5%

（3）慣性，彈性勢能，減小壓強(qiáng)

（4）坑的深度，正確，跳高運(yùn)動(dòng)員要落在厚的海綿墊上。

【解析】

試題分析：（1）汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”通常都是以汽油或柴油為燃料的，汽油、柴油都屬于不可再生能源，因?yàn)樗鼈儾荒芏虝r(shí)間內(nèi)在自然界中重新獲��；汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”一般需要用水來作冷卻劑，這是利用了水的比熱容較大的屬性，由Q=cm△t=可知，質(zhì)量和初溫都相同的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，由于水的比熱容較大，吸收的熱量較多。；

（2）此過程中汽油完全燃燒放出的熱量為Q=qm=4.6×10⁷J/kg ×2kg =9.2×10⁷J，該汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”做的機(jī)械功為W_有用=Fs=690N×3×10⁴m=2.07×10⁷J，該汽車“發(fā)動(dòng)機(jī)”的效率為η=（W_有用/Q）×100%=（2.07×10⁷J /9.2×10⁷J）×100%=22.5%；

（3）慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。汽車在高度行駛過程中發(fā)生碰撞，車身停止運(yùn)動(dòng)，而乘員由于具有慣性會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，安全帶被拉伸發(fā)生彈性形學(xué)科網(wǎng)變而獲得彈性勢能；在壓力不變的情況下，安全帶做得寬大，增大了受力面積可以減小壓強(qiáng)；

（4）實(shí)驗(yàn)中通過比較坑的深度來比較撞擊時(shí)間的長短（轉(zhuǎn)換法），根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證文靜同學(xué)的猜想是正確的；例如：跳高運(yùn)動(dòng)員要落在厚的海綿墊上、跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員要落在松軟的沙坑里等。

考點(diǎn)：能源；內(nèi)燃機(jī)的效率；慣性；壓強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)