Question

【题目】2020年1月，陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后，芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业，如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW，质量是4t：（g取10N/kg，q柴油=4.0×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）

(1)汽车的轮胎做的宽大是为了________；

(2)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪，求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力_______、_________；

(3)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油，则铲雪车的效率是多少______？（结果保留到1%）

Answer 1

【答案】减小压强 9×107J 18000N 28%

【解析】

(1)[1]汽车轮胎做的宽大是为了在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。

(2)[2]根据v=可得， 铲雪车前进5km所用的时间

t===0.25h=900s

根据P=可得，铲雪车做的功

W=Pt=1×105W×900s=9×107J

铲雪车所做的功是9×107J。

[3]铲雪车的推力

F== =18000N

因为匀速直线运动，即受到的阻力

f=F=18000N

铲雪车受到的阻力为18000N。

(3)[4]消耗柴油的体积

V=10L=1×102m3

根据ρ=可得，消耗柴油的质量

m=ρV=0.8×103kg/m3×1×102m3=8kg

柴油完全燃烧放出的热量

Q放=mq=8kg×4.0×107J/kg=3.2×108J

则效率

η==28%

铲雪车的效率是28%。

答：(1) 汽车的轮胎做的宽大是为了减小压强；

(2)这一过程中铲雪车所做的功9×107J，受到的阻力的大小为18000N；

(3)该铲雪车的效率是28%。