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下表所示，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15km。请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：(g取10N/kg，沙子的密度为2.4×103kg/m3，燃油的热值为4.5×107J/kg)

(1)通过计算判断该货车是否超载?

(2)货车在这段公路上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4kg，其热机效率是多少?

Answer 1

【答案】见解析

【解析】（1）根据题意知道，车厢的容积是：V=10m3，沙子的密度是：ρ=2.4×103kg/m3，

由ρ=m/V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，

所以沙子的重力是：G沙子=m沙子 g=2.4×10^4 kg×10N/kg=2.4×105 N；

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，

轮胎与地面的总接触面积是：S=10×3×10-2 m2 =0.3m2 ，

所以，车对路面的压强是：p=F/S=3×105N/0.3m2=1×106 Pa，

因为1×106 Pa＞P最大 =7×105 Pa，所以该货车已经超载；

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

因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力与阻力相等，即牵引力是：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：Q放 =mq=4kg×4.5×107 J/kg=1.8×108 J，

货车的热机效率是：η=W/Q放=9×107J/1.8×108J×100%=50%