解决中考综合计算题的策略：专题五 对初中力热综合计算题考法与解法研究.docVIP

专题五 对初中力热综合计算题考法与解法研究 一、考查机械功和燃料热值知识点的综合计算 【例题1】一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中 ⑴轿车速度为多少km/h? 合多少m/s? ⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？ ⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q汽油＝4.6×107J/kg） 答案：⑴轿车速度为90km/h,合25m/s. ⑵若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力为1600N ⑶若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为25％ 解析：⑴轿车的速度为90km/h 90km/h =90×1000m/3600s=25m/s (2)P=Fv得： F=P/v=40000W/25m/s=1600N 因轿车匀速运动，受力平衡 所以阻力f=F=1600N ⑶汽油燃烧释放的热量为： Q=mq=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15107J 牵引力做功为： W=Fs=1600N×1800m=2.88×106J ∴发动机效率为： η＝W用/W放×100％= 2.88×106J/1.15107J×100％=25％ 二、与重力、密度、压强、功、热值、热机的效率有关的综合计算题． 【例题2】某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如表．在某次水平道路测试中，该车以中速匀速行驶170km，共消耗汽油10L．测试过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进．之后，工作人员又进行了制动测试，描绘出了制动距离（从刹车开始到车停止的距离）与制动时的速度关系图象，如图所示． 驱动模式 纯电动 启动、低速 油电混动 中速 纯燃油 高速 汽车质量 1200kg 车轮与地面总接触面积 0.096m3 （1）由图象可知，车速越　　，制动距离越长． （2）该车空载静止时，对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg） （3）在水平道路中速匀速行驶测试中，若平均阻力为1000N，牵引力做的功是多少？ （4）在水平道路中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为53%，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失，ρ汽油取0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg） 答案：（1）大；（2）1.25×105Pa；（3）1.7×108J．（4）6.6×105J． 解析：由图象可知，汽车的速度越大，制动距离越长；已知汽车的质量，利用G=mg求其重力；汽车对地面的压力等于重力，求出总接触面积（受力面积），利用p=F/S求对水平地面的压强；匀速行驶时，汽车的牵引力与所受到的阻力为一对平衡力，由W=Fs解题．根据密度公式变形可求得汽油的质量，利用Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量，再利用内燃机的效率可求得有用能量，然后可知蓄电池增加了多少能量． （1）由图象可知，汽车的速度越大，停车距离会随着反应距离的变长而变长，即制动距离越长. （2）汽车的重力：G=mg=1200kg×10N/kg=12000N， 汽车静止时对水平地面的压力：F=G=12000N 受力面积S=0.096m2， 该车空载静止时，对水平地面的压强p=F/S=12000N/0.096m2 =1.25×105Pa （3）由题可知，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小是相等的， 可得牵引力F牵=f=1000N， 汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1000N×1.7×105J=1.7×108J． （4）由ρ=m/V可知，车消耗汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg， 汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J， 由η=W有用/Q放可得，内燃机输出的有用能量W有用=Q放η=3.22×108J×53%=1.7066×108J； 最终蓄电池增加的能量W=W有用﹣W机械=1.7066×108J﹣1.7×108J=6.6×105J． 三、与速度、重力、压强、功、热值、热机的效率有关的综合计算题． 【例题3】某一型号的汽车质量为5×103kg，轮胎与地面接触面积为4×250cm2，在一段平直公路上用0.5小时匀速行驶了54km，车受到的阻力为车重的0.1倍．求： （1）该汽车的行驶速度； （2）该汽车对地面的压强； （3）该汽车牵引力所做的功； （4）已知这一过程消耗燃油1.5×10﹣2m3，求汽车发动机在这一过程中消耗的总能量及该汽车的效率．（假设燃油完全燃烧，燃油密度ρ为0.8×103kg/m3，燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg） 答案：（1）该汽车