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.

练习册系列答案
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17.小明同学有一个不吸水的球形玩具,他想测出该玩具的密度,但是发现玩具放在水中会漂浮在水面上,无法测出它的体积,于是小明设计了以下实验步骤.

(1)如图乙所示,将天平放在水平桌面上,调节天平平衡,测得玩具质量为m
(2)如图A所示,向量筒中添加适量的水,记录此时量筒示数为V1
(3)用不吸水的细线在玩具下吊一个螺母使二者共同沉入水中,静止时如图B所示,记录此时量筒示数为V2
(4)把螺母单独放入水中静止时如图C所以,记录此时量筒示数为V3
(5)利用密度公式计算出玩具的密度.
根据上述实验过程,回答下列问题.
(1)如在调节天平平衡过程中,分度标牌上指针位置如图甲所示,则应将天平的平衡螺母向右(选填“左”或“右”)调.
(2)如图乙所示,请读取实验中天平所测玩具的质量m=14g,玩具的体积V=20cm3,计算出玩具的密度ρ玩=0.7×103kg/cm3.
(3)测量时,如果使用的砝码已经磨损,则所测质量与真实值相比会偏大.
(4)实验拓展:本实验中若不用天平,只在A,B,C三个步骤的基础再增加一个步骤也可以测出该玩具的密度,请你写出这个操作步骤将玩具放入量筒A中,记录玩具漂浮时量筒的示数.
(5)根据你补充的步骤,写出计算玩具密度的表达式ρ玩=$\frac{{V}_{4}-{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$•ρ水(表达式用字母表示,水的密度为ρ水).

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