题目内容

18.浮来山旅游风景区是我县著名的旅游景点,从山脚到山顶竖直高度200m,沿环山公路到山顶大约3km,一总质量为3000kg的汽车从山脚出发沿着公路耗时10min到达山顶,汽车发动机的牵引力为4000N.求:
(1)汽车的行驶速度为多少米每秒;
(2)汽车发动机牵引力做功的功率;
(3)如果把该环山公路看成斜面类简单机械,试计算该环山公路的机械效率.

分析 (1)据速度的计算公式计算即可;
(2)已知汽车发动机的牵引力和盘山公路的长,根据做功公式W=Fs可求出汽车发动机牵引力做的功;已知牵引力做的功和所用的时间,根据功率公式P=$\frac{W}{t}$即可求出汽车发动机牵引力的功率;
(3)克服汽车重力做的功为有用功,根据W=Gh求出其大小,然后利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出机械效率.

解答 解:(1)此时S=3km=3000m;t=10min=600s
故此时的速度是v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3000m}{600s}$=5m/s;
(2)汽车发动机牵引力做的功:
W总=Fs=4000N×3000m=1.2×107J;
发动机牵引力的功率为:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{600s}$=2×104W;
(3)有用功为增加了汽车的重力势能,即W有=mgh=3000kg×10N/kg×200m=6×106J
所以该斜面的效率是:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{6×1{0}^{6}J}{1.2×1{0}^{7}J}$=50%;
答:(1)汽车的行驶速度为5m/s;
(2)汽车发动机牵引力做功的2×104W;
(3)如果把该环山公路看成斜面类简单机械,该环山公路的机械效率是50%;

点评 本题考查总功、有用功、机械效率和功率的计算,关键是公式的灵活运用,计算过程要注意单位的换算.

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