Question

【题目】按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15 km。（沙子的密度为2.4×103 kg/m3，燃油的热值为4.5×107 J/kg）

货车自重	6×104 N
车轮个数	10
每个轮胎触地面积	3×10﹣2 m2
车厢容积	10 m3

请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：

（1）通过计算判断该货车是否超载？

（2）货车在这段公路上匀速行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？

（3）货车在这一过程中消耗燃油4 kg，其热机的效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）超载（2）9×107J（3）50%

【解析】

（1）由 知道，装满沙子时沙子的质量是：m沙子=ρ沙子V=2.4×103 kg/m3 ×10m3 =2.4×104 kg，

故沙子的重力是：G沙子=m沙子g=2.4×104 kg×10N/kg=2.4×105 N；

水平路面上，车对路面的压力等于车和沙子的总重，即车对路面的压力是：F=G总=G车+G沙子=6×104 N+2.4×105 N=3×105 N，

又因为受力面积是：S=10×3×10-2 m2 =0.3m2，

所以，车对路面的压强是： =1×106 Pa＞P最大 =7×105 Pa，

即说明该货车已经超载；

（2）根据题意知道，货车受到的阻力是：f=0.02G总=0.02×3×105 N=6000N，

由于货车匀速行驶，所以货车的牵引力是：F=f=6000N，

故牵引力做功是：W=Fs=6000N×15×1000m=9×107 J；

（3）燃油完全燃烧放出的热量是：Q放=mq=4kg×4.5×107 J/kg=1.8×108 J，

货车的热机效率是： 。