Question

【题目】南极冰面上，科考队用拖拉机借助钢索水平牵引装有货物的轻质木箱来运输货物。该拖拉机发动机的热效率和推进效率都较高，所谓热效率是指发动机获得的机械能W机械与燃料完全燃烧产生的内能Q放之比，而推进效率是指发动机传递给拖拉机的牵引功（牵引力所做的功W牵引）与其获得的机械能之比。某次运输过程中该拖拉机牵引装有货物的木箱在水平冰面上以10m/s的速度匀速直线行驶10km，消耗柴油1kg，牵引木箱做功的功率为9kW．（q柴油=4.5×107J/kg）求该过程中：

（1）木箱受到地面的滑动摩擦力多大？

（2）牵引力做功多少焦耳？

（3）若该发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率？

Answer 1

【答案】（1）900N；（2）9×106J；（3）50%。

【解析】

(1)由

可得，木箱受到的牵引力：

；

木箱随拖拉机匀速运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，则木箱受到的摩擦力：f=F=900N；

(2)牵引力做的功：

；

(3)柴油完全燃烧放出的热量：

；

发动机的热效率为40%，柴油完全燃烧放出的热量用来做功的能量：

，

柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率：

。

答：(1)木箱受到地面的滑动摩擦力大小为900N；

(2)牵引力做功9×106J；

(3)发动机的推进效率为50%。