拔高学习3力热综合计算习题课件 2023-2024学年沪科版物理九年级

典例提分法 拔高学习3　力热综合计算 例[2024·娄底期中]水上摩托运动是集高科技、观赏、竞技和惊险刺激于一体，富有现代文明特征的高速水上运动，如图所示，摩托艇加满燃油时，人和摩托艇总质量为400 kg，油箱容积为10 L，加满一次燃油最多能使摩托艇以20 m/s速度匀速直线航行1 h。 g取10 N/kg，ρ燃油＝0.8×103 kg/m3，q燃油＝4.5× 107 J/kg，求： m人和摩托艇＝400 kg V燃油＝10 L v＝20 m/s t＝1 h 典例讲解 2 (1)摩托艇加满一次燃油最多航行的路程； 解：摩托艇加满一次燃油最多航行的路程 s＝vt＝20 m/s×1×3 600 s＝7.2×104 m 典例讲解 3 (2)若摩托艇以20 m/s速度匀速直线航行时，受到的阻力为总重的0.5倍，求摩托艇克服阻力做功的功率； 解：摩托艇以此速度匀速直线航行时受到的阻力为总重的0.5倍，即f＝0.5 G人和摩托艇＝0.5 m人和摩托艇g＝0.5× 400 kg×10 N/ kg＝2 000 N 因为摩托艇匀速直线航行，所以摩托艇受平衡力作用，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等。 典例讲解 4 典例讲解 (3)以20 m/s速度匀速直线航行时摩托艇热机的效率。 典例讲解 6 典例讲解 1．[2024·衡阳期中]最新一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。该款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km，消耗汽油1.6 L，汽油机的效率为30%。[ρ汽油＝0.75×103 kg/m3；q汽油＝4.6×107 J/kg]在这段运动过程中， 方法针对练 8 下列说法中(　　) ①所消耗汽油的质量是1.2 kg ②汽油完全燃烧所放出的热量是6.9×107 J ③汽车发动机的功率是41 400 W ④汽车发动机的牵引力是575 N A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有①④正确 方法针对练 9 方法针对练 方法针对练 【答案】C 方法针对练 2.[2024·常州期中]汽车出厂前需要测试，某次检测过程中，汽车保持恒定功率在水平路面做直线运动，测得其运动的速度随时间变化的图像如图所示，汽车运动过程中受到的阻力不变，发动机效率为40%，10 s后油箱还剩10 L汽油(汽油的热值q＝3.3×107 J/L)， 若汽车的功率是60 kW，运动中汽车 受到的阻力是________N，10 s后该 汽车最多还能继续行驶的路程是________km。 2 000 66 方法针对练 13 方法针对练 方法针对练 3.《天工开物》是我国古代的科学著作之一，书中记载着大量的古代农业机械，如筒车。筒车是一种以水流作动力，用来取水的机械，如图甲所示，图乙所示为其简化示意图。 方法针对练 16 某筒车的接水槽比取水处高4 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5 kg，该筒车旋转一周所用的时间为60 s，如此工作一昼夜，可以灌溉百亩良田。已知g取10 N/kg。 方法针对练 17 (1)求该筒车旋转一周，一个取水筒对进入接水槽内的水所做的功。 解：该筒车旋转一周，一个取水筒对进入接水槽的水所做的功W＝Gh＝mgh＝5 kg×10 N/ kg×4 m＝200 J 方法针对练 18 (2)求该筒车工作一昼夜，提升水所做的功。 方法针对练 19 (3)若采用效率为30%的柴油发动机代替筒车灌溉百亩良田，需要完全燃烧多少千克柴油？(计算结果保留3位小数，柴油的热值q＝4.3×107 J/kg) 方法针对练 20 方法针对练 所以摩托艇克服阻力做功的功率 P＝＝＝F牵v＝fv＝2 000 N×20 m/s＝4×104 W 解：V燃油＝10 L＝10 dm3＝10×10－3 m3 根据ρ＝可知，燃油的质量 m燃油＝ρ燃油V燃油＝0.8×103 kg/m3×10×10－3 m3＝8 kg 燃油完全燃烧放出的热量 Q放＝m燃油q燃油＝8 kg×4.5×107 J/ kg＝3.6×108 J 牵引力做的有用功 W有＝Fs＝fs＝2 000 N×72 000 m＝1.44×108 J 此时摩托艇热机的效率 η＝×100%＝×100%＝40% 【点拨】消耗汽油的体积V＝1.6 L＝1.6×10－3 m3，则由ρ＝得消耗汽油的质量m＝ρ汽油V＝0.75× 103 kg/m3×1.6×10－3 m3＝1.2 kg，①正确；汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝1.2 kg×4.6×107 J/ kg＝5.52×107 J，②错误； 汽车行驶8 km所用的时间t＝＝＝h＝ 400 s，由η＝×100%得，汽油机的有用功 W有＝ηQ放＝30%×5.52×107 J＝1.656×107 J，汽车发动机的功率P＝＝＝41 400 W，③ 正确； 由W＝Fs得，汽车发动机的牵引力F＝＝＝2 070 N，④错误。综上所述只有①③正确，故选C。 【点拨】汽车在10 s后做匀速直线运动，由P＝Fv得，此时牵引力F2＝＝＝2 000 N；此时汽车受到的牵引力和阻力为一对平衡力，则阻力f＝F2＝ 2 000 N。 10 s时剩余汽油的体积V＝10 L，完全燃烧放出的热量Q放＝qV＝3.3×107 J/L×10 L＝3.3×108 J，由η＝×100%得，汽车做的有用功W有＝ηQ放＝40%×3.3×108 J＝1.32×108 J，由W＝Fs可得，行驶路程s＝＝＝66 000 m＝66 km。 解：该筒车工作一小时旋转的周数n＝＝60 旋转一周提升的水的总质量m1＝12×5 kg＝60 kg 则一小时提升水的总质量m′＝nm1＝60×60 kg＝3 600 kg 一小时对水所做的功 W′＝G′h＝m′gh＝3 600 kg×10 N/ kg×4 m＝1.44×105 J 该筒车工作一昼夜，提升水所做的功 W＝24W′＝24×1.44×105 J＝3.456×106 J 解：根据η＝×100%可知，柴油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝1.152×107 J 需要柴油的质量m柴油＝＝≈0.268 kg $$