题目内容

13.为了保障学生人身安全,目前已有一大批校车投入使用.如图为某小学专用校车,其质量为6.4t,每个轮子跟地面的接触面积为400cm2.这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km,用时10min,消耗柴油2L,受到阻力是1.8×103N.(柴油热值3.3×107J/kg,柴油的密度为0.85×103kg/m3,取g=10N/kg)
求:(1)这段路程内发动机做的有用功.
(2)这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量.
(3)校车发动机的效率.

分析 (1)已知校车在平直公路上匀速行驶,牵引力等于阻力;已知牵引力和校车通过的路程,可以得到牵引力做的功;
(2)已知柴油的体积和密度,可以得到柴油的质量;已知柴油的质量和热值,利用公式Q=mq得到柴油完全燃烧放出的热量;
(3)利用η=$\frac{W}{Q}$×100%求出校车发动机的效率.

解答 解:(1)汽车作匀速直线运动,
F牵=F阻=1.8×103N,
这段路程内发动机做的有用功:
W=F牵s=1.8×103N×8×103m=1.44×107J;
(2)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,柴油的质量:
m柴油=ρ柴油V=0.85×103kg/m3×2×10-3kg=1.7kg;
Q=q柴油m柴油=3.3×107J/kg×1.7kg=5.61×107J;
(3)校车发动机的效率:
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.44×1{0}^{7}J}{5.61×1{0}^{7}J}$×100%≈26%.
答:(1)这段路程内发动机做的有用功为1.44×107J;
(2)这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为5.61×107J;
(3)校车发动机的效率为26%.

点评 此题考查的是功的计算、燃料燃烧放出热量的计算和密度公式的应用,属于力学、热学最主要的公式应用的考查,有一定的代表性,需要熟练掌握基本公式或规律.

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