Question

13．如圖汽車尾部安裝一個“氣流偏導器”，它是依據(jù)流體壓強和流速的關系的原理，當轎車高速行駛時，能產生較大的抓地力．當行駛在水平地面上汽油機飛輪的轉速為2400r/min，在1s內汽油機完成20個工作循環(huán)．若汽車行駛過程中消耗汽油2kg，則這些汽油完全燃燒能放出9.2×l0⁷J的熱量．在緊急剎車時，剎車片會發(fā)燙，這是通過做功的方式增加物體內能的；汽車在制動過程中，速度不斷減小，能的總量不變（填“減少”、“增加”、“不變”），轉化獲得的能量無法自動轉化為機械能再用來開動汽車，這是因為能量的轉化具有方向性．（汽油熱值4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）流體壓強與流速的關系：流速越大，壓強越��；流速越小，壓強越大．
（2）四沖程內燃機曲軸轉一圈，完成2個沖程，活塞往復1次，1個工作循環(huán)中包括4個沖程并對外做功1次．
（3）知道汽油的質量和熱值，利用Q_放=mq求汽油完全燃燒產生的熱量．
（4）改變內能的方法：一是做功，對物體做功（克服摩擦做功、壓縮氣體做功），物體內能會增加；物體對外做功，物體內能會減少；二是熱傳遞．
（5）能量轉化和轉移是有方向性的，并且能量在轉化或轉移的過程中總量保持不變．

解答 解：（1）由于氣流偏導器上表面平直，下表面凸起，所以當跑車高速行駛時，流過氣流偏導器上方的空氣速度較慢，壓強較大；而流過下方的空氣速度較快，壓強較小．增加轎車對地面的壓力，提高車輪的抓地性能；
（2）四沖程汽油機一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成四個工作沖程，做功1次，活塞往復2次，
四沖程汽油機的飛輪轉速為2400r/min，所以1s內，飛輪轉40圈，活塞往復運動80次，共20個工作循環(huán)，80個沖程，做功20次．
（3）2kg汽油完全燃燒產生的熱量：
Q_放=mq=2kg×4.6×l0⁷J/kg=9.2×l0⁷J．
（4）剎車片發(fā)熱，是剎車片克服摩擦做功，使剎車片的內能增加、溫度升高，是通過做功途徑改變物體內能；
（5）根據(jù)能量守恒定律可知：能量既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量不變．
電燈發(fā)光、汽車制動過程中產生的內能散失在空氣中，無法自動轉化為電能或機械能，這些現(xiàn)象均說明能量的轉化是具有方向性的．如內能是從高溫物體轉移向低溫物體的；植物生長的過程中，總是按照生根、開花、結果這樣的方向進行的，而不可能相反．
故答案為：流體壓強和流速的關系；20；9.2×l0⁷；做功；不變；方向．

點評 此題以常見的汽車為載體綜合考查了流體壓強和流速的關系、能量的轉化和能量的方向性、物體內能的改變、燃料的熱值和有關熱機的計算，考查非常全面，要求學生熟練掌握所學知識．