题目内容
9.为解决家长送孩子上学,放学的问题,越来越多的学校配备了校车,某校装备的专用校车(柴油车)的部分技术参数如表所示.已知校车在正常情况下,以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min就可以把该校学生从接送点送到学校.校车在匀速行速过程中受到的阻力为3000N.(g=10Nkg).(1)若每个轮胎与地面的接触面积为0.05m2,则该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大?
(2)在正常情况下,从接送点到学校校车牵引力做的功是多少?功率是多少?
(3)从接送点到学校,校车的最低效率是多少?(柴油的密度为0.85×103kg/m3.热值为3.3×107J/kg)
| 车辆规格尺寸(mm) | 9870×2430×3010 |
| 整车装备质量(kg) | 5400 |
| 标准座位数(个) | 50 |
| 经济油耗/百公里(L) | ≤16.9 |
| 配备轮胎数(个) | 7(含备用胎1个) |
| 设计最高时速(km/h) | 80 |
分析 (1)校车对水平地面的压力等于其重力,由压强公式可以求出压强.
(2)根据s=vt求出汽车行驶的路程;
由平衡条件求出牵引力,然后由功的计算公式求出牵引力的功;
(3)根据Q=mq计算出从家到学校所消耗的油完全燃烧放出的热量,根据η=$\frac{W}{Q}$计算出效率.
解答 解:(1)车空载静止在水平地面上时对地面的压力:
F=G=mg=5400kg×10N/kg=54000N;
该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{54000N}{0.05{m}^{2}×(7-1)}$=1.8×105Pa;
(2)由v=$\frac{s}{t}$得,汽车行驶的路程:
s=vt=54km/h×$\frac{20}{60}$h=18km=18000m;
校车匀速行驶,则F=f=3000N;
则牵引力做的功:
W=Fs=3000N×18000m=5.4×107J;
功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5.4×1{0}^{7}J}{20×60s}$=4.5×104W;
(3)汽车的最高耗油量V=$\frac{16.9L}{100×1{0}^{3}m}$×18000m=3.042L=3.042×10-3m3;
由ρ=$\frac{m}{V}$可知,汽油的质量:
m=ρV=0.85×103kg/m3×3.042×10-3m3=2.5857kg;
柴油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=2.5857kg×4.6×107J/kg=1.189422×108J;
η=$\frac{{W}_{有用}}{Q}$×100%=$\frac{5.4×1{0}^{7}J}{1.189422×1{0}^{8}J}$×100%≈45.4%.
答:(1)该校车空载静止在水平地面上时对地面的压强是1.8×105Pa;
(2)在正常情况下,从接送点到学校校车牵引力做的功是5.4×107J;功率是4.5×104W;
(3)从接送点到学校,校车的最低效率是45.4%.
点评 本题综合考查了压力、压强、功、功率、效率的计算,同时还涉及到了重力公式、密度公式、燃料燃烧放热公式的应用,综合性较强,要细心审题,搞清各个量之间的关系.
| A. | 打开行驶中的火车车场,遮阳的窗帘飘向窗外,因为窗外空气流速大,压强大 | |
| B. | 火车的铁轨铺设在枕木上是为了增大受力面积,减小压强 | |
| C. | 火车急刹车时,桌子上的水杯向前滑动,是因为速度减小水杯受到的惯性减小 | |
| D. | 小明携带的拉杆式行李箱有两个小轮子,作用是减小摩擦 |