全國初中應(yīng)用物理知識競賽輔導(dǎo)專題功和機(jī)械能(帶解析)(編輯修改稿)
2025-02-14 05:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0J在圖答2中，電線桿重心升高：h2=人們對電線桿做功：W2=Gh2=6000 J =24000J 。．曉欣同學(xué)看到一些小汽車的尾部都標(biāo)有“”、“”、“”或“”等字樣，他上網(wǎng)查詢得知這是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)“排氣量”的數(shù)值。所謂排氣量就是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作容積，是指所有氣缸內(nèi)活塞從下止點(diǎn)到達(dá)上止點(diǎn)所掃過的容積之和。一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的“排氣量”越大，功率越大。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷四個(gè)沖程，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周。，最大功率為74kW，當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)速為5200r/min。汽油機(jī)工作時(shí)的最佳空燃比(即空氣和燃油的質(zhì)量比)為14:1，壓縮比是10(即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值)，,107J/kg、103kg/m3。請計(jì)算：(1).這臺發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的熱機(jī)效率。(2).發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)，汽車的最高時(shí)速為175km/h，計(jì)算在此情況下汽車每百公里油耗為多少升。答案: 【解析】(1)．這臺發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)1min內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功W有=74103W60s=106J.。在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)5200r，吸入汽油和空氣的混合氣2600次。 1min內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗汽油的質(zhì)量為：m= ρV =10－3 m32600 = kg。1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量W總=107J/ kg=107J。這臺發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的熱機(jī)效率η=W有/W總100%=21%(2)．汽車以最高時(shí)速175km/h前進(jìn)100km所用時(shí)間：t=s/v=100km/175km/h =。 汽車每行使100km的耗油質(zhì)量為：m’= kg/min= 。 汽車每行使100km的耗油體積為 V’= m’/ρ=?！军c(diǎn)評】此題以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)“排氣量”切入，意在考查功和功率、熱機(jī)、機(jī)械效率及其相關(guān)計(jì)算和綜合運(yùn)用知識的能力。．隨著新能源、低碳等理念的普及，小明設(shè)想出了一種完全以太陽能電池為能源的汽車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù)：太陽輻射的總功率P總=1026w，太陽到地球的距離r=1011m，陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達(dá)地面的過程中的能量損耗約為51％；太陽光垂直照射時(shí)，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為15％；假設(shè)一輛太陽能電池車的質(zhì)量約為750kg，期望達(dá)到的最高時(shí)速為72 km／h，車身最多能敷設(shè)的太陽能電池板的面積約為8m2，驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0％轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率。(已知半徑為r的球的表面積為S=4πr2)(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計(jì)算對小明的設(shè)想進(jìn)行分析與評價(jià)。(2)你對他的設(shè)想有什么改進(jìn)建議?答案: 【解析】(1).驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要達(dá)到的最大機(jī)械輸出功率：P機(jī)=Fv=kmgv=7501020W=3103W。需要的電功率：P電==W=103W。垂直于太陽光的太陽能電池板得到的太陽輻射最大功率：P日==W/m2=676W/m2.車上的太陽能電池板所能提供的最大電功率：P電池=η3P日S=15%6768W=811W103W。 以上所算數(shù)據(jù)為晴朗無云、太陽能電池板始終垂直于陽光時(shí)的數(shù)據(jù)。實(shí)際上汽車上的電池板很難做到始終與太陽光垂直，其實(shí)際提供的電功率會小于P電池，不能滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求。 (2). 改進(jìn)建議：減輕車體自身重、降低車輛行駛時(shí)的阻力、減小機(jī)械損耗、降低車輛設(shè)計(jì)最高時(shí)速、提高電機(jī)效率、兼容其他能源動(dòng)力、使用蓄電池供電、在車頂安裝折疊式太陽能電池板、停車時(shí)將太陽能電池轉(zhuǎn)化的電能存入蓄電池、研發(fā)高效率太陽能電池板。【點(diǎn)評】此題考查功率、效率等知識點(diǎn)。此題第1小題，具有多種解法，只要正確即可；第2小題，具有開放性，答出任意兩點(diǎn)即可。．圖7是常見的一種電動(dòng)自行車，使用前要先對車上的蓄電池充電。騎行時(shí)，蓄電池對車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力。下表是這種品牌電動(dòng)自行車的一些主要技術(shù)參數(shù)。最高車速≤30kn/h一次充電連續(xù)行駛里程50km蓄電池36V／10Ah鉛酸蓄電池充電時(shí)間8h一次充電耗電量?h電動(dòng)機(jī)效率80％整車質(zhì)量40kg最大騎行噪聲≤62dB
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1