Question

2．閱讀短文，回答問(wèn)題．
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)      發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源．汽油機(jī)以汽油為燃料，使活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)工作循環(huán)經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程，汽油機(jī)的性能和汽缸排量有關(guān)．汽缸排量指活塞一個(gè)沖程中活塞在氣缸內(nèi)通過(guò)的容積，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離（沖程長(zhǎng)度）．如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量，實(shí)際汽車往往采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)．
如圖所示發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽缸（圖中標(biāo)注1、2、3、4），通過(guò)連桿把4個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上．各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程．
（1）汽油機(jī)工作時(shí)將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）若一個(gè)汽缸排量為V，燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)為p，則一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功為pV（用字母表示）．
（3）若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以恒定功率輸出，在爬坡的時(shí)候減慢車速，目的是增大牽引力．
（4）四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中1號(hào)汽缸在做功沖程中，4號(hào)汽缸所處的沖程是A．
A．吸氣　　 B．壓縮　　 C．做功　 D．排氣
（5）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間為0.04s；設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是p₀，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V_排，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)該轎車的輸出功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V_排的關(guān)系式為A：
A．$\frac{n{p}_{0}{V}_{排}}{2}$ B．np₀V_排C.2np₀V_排D.4np₀V_排．

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)就是利用內(nèi)能來(lái)做功的機(jī)器，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）利用功的公式W=Fs求每個(gè)做功沖程燃?xì)庾龉Γ?br />（3）機(jī)車行進(jìn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P=Fv，即功率一定時(shí)，降低速度可以增大牽引力；
（4）根據(jù)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中1號(hào)汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)汽缸的工作特點(diǎn)機(jī)械分析；
（5）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到每個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間；
先設(shè)出做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)和發(fā)動(dòng)機(jī)排量，根據(jù)F=PS求出做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力，根據(jù)W=Fs求出每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$得出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率，進(jìn)一步得出發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與其排量的關(guān)系．

解答 解：
（1）內(nèi)燃機(jī)就是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器；
（2）在做功沖程，活塞移動(dòng)的距離為l，發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸排量V=SL，燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功：W=FL=pSL=pV；
（3）因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的功率P=Fv，即功率一定時(shí)，降低速度是為了增大牽引力；
（4）四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程，據(jù)此可知
四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中1號(hào)汽缸在做功沖程中，4號(hào)汽缸所處的是吸氣沖程，故選A；
（5）在發(fā)動(dòng)機(jī)中，飛輪轉(zhuǎn)2周完成一個(gè)工作循環(huán)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)，完成1500個(gè)工作循環(huán)，
每個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間為t=$\frac{60}{1500}$s=0.04s；
設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)為p₀，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V_排，則一個(gè)活塞的排氣量$\frac{1}{4}$V_排，
做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力：F=p₀S，
每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功：W₀=FL=p₀SL=$\frac{1}{4}$p₀V_排，
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=2n×$\frac{1}{4}$P₀V_排=$\frac{1}{2}$nP₀V_排，
所以，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，做功沖程汽缸平均壓強(qiáng)p₀大致相同時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量V_排成正比．故選A
故答案為：（1）機(jī)械；（2）pV；（3）增大牽引力；（4）A；（5）0.04；A．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)內(nèi)燃機(jī)的工作原理、功的計(jì)算、能量轉(zhuǎn)化情況的理解和掌握，綜合性題目．