题目内容
【题目】西安市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热 值为3.6×107J/m3，如果一辆公交车满载乘客时总质量是 5.4×103kg，车轮与地 面接触总面积 0.6m2；10m3 甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h 的速度匀速行驶 100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车 重的 0.05倍，（g取10N/kg）求：
(1)公交车满载静止时对水平地面的压强有多大；
(2)匀速行这段时间内公交车牵引力所做功的功率；
(3)匀速行驶这段时间内公交车发动机的效率是多大。
【答案】(1) 9×104Pa；(2) 2.7×104W；(3) 45%
【解析】
(1) 公交车满载静止时对水平地面的压力
F=G总=mg=5.4×103kg
10N/kg=5.4×104N
公交车对水平地面的压强
p=
=
=9104Pa
公交车满载静止时对水平地面的压强为9104Pa。
(2)因公交车匀速行驶时处于平衡状态是，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，公交车受到的牵引力
F=f=0.05G总=0.05×5.4×104N=2700N
公交车匀速行驶的速度
v=36km/h=10m/s
这段时间内公交车牵引力所做功的功率
P=
=
=Fv=2700N×10m/s=2.7×104W
(3)由P=可得，这段时间内公交车牵引力所做的功
W=Pt′=2.7×104W×100×60s=1.62×108J
10m3 甲烷气体完全燃烧放出的热量
Q=Vq=10m33.6×107J/m3=3.6×108J
这段时间内公交车发动机的效率
η=
×100%=
×100%=45%
公交车发动机的效率为45%。
答：(1) 公交车满载静止时对水平地面的压强为9104Pa；
(2)这段时间内公交车牵引力所做功的功率为2.7×104W；
(3)这段时间内公交车发动机的效率是45%。
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