《2025年随堂演练九年级物理上册沪粤版》

例2 某辆汽车以$20\mathrm{m}/\mathrm{s}的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8\mathrm{km}$,消耗汽油$1.2\mathrm{kg}$。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为$30\%$,那么在这段运动过程中,求：
(1)该汽车发动机做的有用功；
(2)该汽车的输出功率；
(3)该汽车在以此速度行驶的过程中受到的阻力。($q_{汽油}= 4.5× 10^{7}\mathrm{J}/\mathrm{kg}$)
解析 (1)汽油完全燃烧放出的热量为
$Q_{放}= qm= 4.5× 10^{7}\mathrm{J}/\mathrm{kg}× 1.2\mathrm{kg}= 5.4× 10^{7}\mathrm{J}$,
发动机做的有用功为
$W= \eta Q_{放}= 30\%× 5.4× 10^{7}\mathrm{J}= 1.62× 10^{7}\mathrm{J}$。
(2)汽车行驶的路程$s= 8\mathrm{km}= 8000\mathrm{m}$,行驶的时间$t= \frac{s}{v}= \frac{8000\mathrm{m}}{20\mathrm{m}/\mathrm{s}}= 400\mathrm{s}$,汽车的输出功率为
$P= \frac{W}{t}= \frac{1.62× {10}^{7}\mathrm{J}}{400\mathrm{s}}= 4.05× {10}^{4}\mathrm{W}$。
(3)由$W= Fs$得,汽车的牵引力$F= \frac{W}{s}= \frac{1.62× {10}^{7}\mathrm{J}}{8000\mathrm{m}}= 2025\mathrm{N}$,
由于汽车是匀速行驶的,由二力平衡可得：$F_{f}= F= 2025\mathrm{N}$。

答案：
(1)汽油完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=qm=4.5×10^{7}\mathrm{J/kg}×1.2\mathrm{kg}=5.4×10^{7}\mathrm{J}$，
发动机做的有用功：$W=\eta Q_{放}=30\%×5.4×10^{7}\mathrm{J}=1.62×10^{7}\mathrm{J}$。
(2)汽车行驶的路程：$s=8\mathrm{km}=8000\mathrm{m}$，
行驶时间：$t=\frac{s}{v}=\frac{8000\mathrm{m}}{20\mathrm{m/s}}=400\mathrm{s}$，
输出功率：$P=\frac{W}{t}=\frac{1.62×10^{7}\mathrm{J}}{400\mathrm{s}}=4.05×10^{4}\mathrm{W}$。
(3)汽车的牵引力：$F=\frac{W}{s}=\frac{1.62×10^{7}\mathrm{J}}{8000\mathrm{m}}=2025\mathrm{N}$，
因为汽车匀速行驶，所以阻力：$F_{f}=F=2025\mathrm{N}$。

1. 相同质量的砂和水,升高相同的温度时,砂吸收的热量比水吸收的热量少；或者是相同质量的砂和水,吸收相同的热量时,砂升高的温度比水升高的温度多。这表明：砂的比热容比水的比热容小。(均选填“多”或“少”)

答案： 少 多

2. 用相同的装置给质量相等的甲、乙两种物质(固体)加热,它们的温度随时间变化情况的图像如图12-3-1所示。当加热至$2\mathrm{min}$时,物质甲吸收的热量等于物质乙吸收的热量；从图中可以看出,物质甲吸热的能力大于物质乙吸热的能力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)

答案： 等于 大于

3. 水的比热容为4.2×10³$\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\cdot^{\circ}\mathrm{C})$,其物理意义是：1 kg 的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为 4.2×10³ J。冰的比热容比水的比热容小。

答案： 4.2×10³ 1 kg 的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为 4.2×10³ J 小