Question

12．汽車(chē)越來(lái)越多的走進(jìn)了普通百姓的家庭，小陳的爸爸最近也購(gòu)買(mǎi)了一輛轎車(chē)，相關(guān)參數(shù)配置如表所示．通過(guò)觀察和查閱資料，小陳發(fā)現(xiàn)汽車(chē)上的許多部件都用到了物理知識(shí)，請(qǐng)你幫她完成下列相關(guān)問(wèn)題：
（1）請(qǐng)你將汽車(chē)的啟動(dòng)原理圖連接完整，說(shuō)明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)（相當(dāng)于閉合開(kāi)關(guān)），電動(dòng)機(jī)（M）工作，啟動(dòng)轎車(chē)．

參數(shù)
車(chē)身質(zhì)量	1640kg	每個(gè)輪胎與地面的接觸面積	200cm2	變速器形式	雙離合
全身車(chē)長(zhǎng)	4865mm	車(chē)身寬度	1820mm	車(chē)身高度	1475mm
最高車(chē)速	215km/h	油箱容積	70L	理論油耗	6L

（2）如果該汽車(chē)停放在水平路面上，則它對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是多大？
（3）該車(chē)動(dòng)力強(qiáng)勁，加速有力，下表是該車(chē)完成0-100km/h加速的數(shù)據(jù)：

速度/（km/h）	0	20.00	40.00	60.00	80.00	100.00
時(shí)間t/s	0	1.36	2.54	3.78	5.34	7.80
距離s/m	0	3.69	13.50	30.90	61.47	113.10

請(qǐng)計(jì)算該車(chē)在完成0-100km/h加速過(guò)程中的平均速度．
（4）若該汽車(chē)以120kW的恒定功率做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力不變，則在0-10s的時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是多少焦？當(dāng)汽車(chē)以108km/h的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握電磁繼電器的工作原理，由低壓控制電路來(lái)控制高壓工作電路．電磁繼電器相當(dāng)于工作電路的開(kāi)關(guān)；
（2）根據(jù)車(chē)的質(zhì)量可計(jì)算其重力，求出對(duì)路面的壓力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式計(jì)算對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（3）從表中找出路程和時(shí)間，利用速度的公式可計(jì)算平均速度；
（4）根據(jù)W=Pt求出轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功；
由圖可知轎車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，根據(jù)P=Fv求出牽引力的大小，再根據(jù)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力和牽引力是一對(duì)平衡力求出阻力的大�。�

解答 解：（1）電路連接如圖，鑰匙孔與一節(jié)電池、電磁鐵組成控制電路，電動(dòng)機(jī)與總電源組成工作電路：

（2）汽車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{1640kg×10N/kg}{4×200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.05×10⁵Pa；
（3）該車(chē)在完成0-100km/h加速過(guò)程中的平均速度為：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{113.1m}{7.8s}$=14.5m/s；
（4）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功：W=Pt=1.2×10⁵W×10s=1.2×10⁶J；
由公式P=Fv得，
當(dāng)汽車(chē)以108km/h的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的牽引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.2×1{0}^{5}W}{30m/s}$=4000N；
勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，則f=F=4000N．
答：（1）見(jiàn)上圖；
（2）它對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是2.05×10⁵Pa；
（3）該車(chē)在完成0-100km/h加速過(guò)程中的平均速度是14.5m/s；
（4）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是1.2×10⁶J；汽車(chē)受到的阻力是4000N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)電磁繼電器的連接、重力公式、壓強(qiáng)公式、功和功率公式的掌握和應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，但難度適中．