题目内容
【题目】春天,农民需要用水泵给缺水农田灌溉,已知水泵能在1h内将3×105kg的水抽到12m高处.
(1)连续工作5h , 所做的有用功是多少?
(2)若水泵的工作效率为80%,则水泵5h内所做总功功率是多少?
(3)若此水泵用一柴油机带动,假设柴油机完全燃烧所释放的内能有40%转化为水的机械能,则每小时消耗多少柴油?(柴油热值为3×107J/kg , g取10N/kg)
【答案】
(1)
5h有用功为:W=nGh=nmgh=5×3×105×10×12=1.8×108J;
(2)
5h水泵做的总功:W总= =2.25×108J,
功率:P= =1.25×104W;
(3)
5h柴油机燃烧柴油释放的能量:
Q= =5.625×108J,
由Q=mq可知,需要柴油的质量:
m=Q/q=5.625x108/3x107=18.75kg,
每小时消耗柴油的质量:18.755/5=3.75kg;
【解析】(1)5h有用功为:W=nGh=nmgh=5×3×105×10×12=1.8×108J;(2)5h水泵做的总功:W总= =2.25×108J , 功率:P=
=1.25×104W;(3)5h柴油机燃烧柴油释放的能量:Q=
=5.625×108J , 由Q=mq可知,需要柴油的质量:m=Q/q=5.625x108/3x107=18.75kg , 每小时消耗柴油的质量:18.755/5=3.75kg;
答:(1)连续工作5h , 所做的有用功是1.8×108J;(2)若水泵的工作效率为80%,则水泵5h内所做总功功率是1.25×104W;(3)每小时消耗多少柴油为3.75kg .
【考点精析】掌握动能定理的综合应用是解答本题的根本,需要知道应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
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