Question

【题目】俗话说，瑞雪兆丰年，2019我省又迎来了一场大范围的降雪天气，大雪后，小明看到广场的雪地上有小朋友打雪仗，铲雪车在公路上进行铲雪作业，他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是120kW，质量是5t，求：（g＝10N/kg）

（1）小明看到一小朋友将一个雪球斜向上抛出后，若不计空气阻力，则雪球在下落过程中的机械能_____（选填“变小”“不变”或“变大”）；铲雪车工作时，将_____能转化为_____能。

（2）假设铲雪车在一段长1.5km的平直路面上，以额定功率保持18km/h的速度匀速直线前进进行铲雪作业，求这一过程中铲雪车所做的功______和受到的阻力的大小______。

（3）该过程中共消耗柴油5L，该铲雪车的效率是多少______？（柴油的热值为4.0×107J/kg，柴油的密度ρ＝0.8×103kg/m3）

Answer 1

【答案】不变 内 机械 3.6×107J 2.4×104N 22.5%

【解析】

（1）雪球在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此由重力势能转化动能。因不计空气阻力，雪球在下落的过程中，重力势能全部转化为动能，故机械能的总量守恒；铲雪车工作时，内能减小，机械能增大，故将内能转化为机械能。

（2）除雪车前进1.5km所用的时间：t====300s，

除雪车做的功：W＝Pt＝1.2×105W×300s＝3.6×107J，

除雪车的推力F===2.4×104N，

因为匀速直线运动，受到的阻力推力是平衡力，阻力f＝F＝2.4×104N；

（3）消耗汽油的体积V＝5L＝5×10﹣3m3，

消耗汽油的质量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×5×10﹣3m3＝4kg，

汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝4kg×4.0×107J/kg＝1.6×108J，

该铲雪车的效率η===22.5%。