Question

7．如图所示，某工人用小铲车清理废墟．
（1）若小铲车的功率是10kW，的用时6s匀速推进了一段距离，在推土过程，铲车对废料做的功．
（2）小铲车接着将以上重力是4000N的废料举高2m，在举高过程，铲车对废料所做的功．
（3）若以上两个过程对小铲车来说都可算是有用功，则这两个过程中铲车共做了多少有用功？
（4）若以上两个过程是连续的，小铲车消耗柴油0.01Kg，（q_油=3.4×10⁷J/Kg）求：该柴油发动机在整个过程中的效率．

Answer 1

分析 （1）铲车对废料做的功利用W₁=Pt可求；
（2）根据W₂=Gh求出铲车做的功；
（3）由题意可得W_有用=W₁+W₂可得；
（4）利用Q_放=qm求出燃料放出的热量，再根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$求出柴油发动机在整个过程中的效率．

解答 解：已知，P=10kW=10000W，t=6s，G=4000N．h=2m．m_柴油=0.01kg，q_油=3.4×10⁷J/kg，
（1）在推土过程，铲车对废料做的功，
W₁=Pt=10000W×6s=60000J
（2）在举高过程，铲车对废料所做的功
W₂=Gh=4000N×2m=8000J，
（3）这两个过程中铲车共做的有用功
W_有=W₁+W₂=60000J+8000J=68000J；
（4）消耗柴油0.01kg放出的热量，
Q_放=qm=3.4×10⁷J/kg×0.01kg=3.4x10⁵J
柴油发动机在整个过程中的效率
η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$=$\frac{68000J}{3.4×1{0}^{5}J}$=20%．
答：（1）在推土过程，铲车对废料做的功是60000J；
（2）在举高过程，铲车对废料所做的功是8000J；
（3）则这两个过程中铲车共做了68000J有用功；
（4）该柴油发动机在整个过程中的效率是20%．

点评 此题主要考查的是学生对重力、功、速度、功率计算公式的理解和掌握，知识点较多，但都是基础性题目．