题目内容
7.| 商品名称 | ××观光艇 |
| 商品型号 | 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m |
| 空船质量 | 900kg |
| 发动机最大输出功率 | 45kW |
| 最大载人数量 | 20人 |
| 最大航速 | 54km/h |
(2)观光艇以最大功率匀速行驶时,受到水的平均阻力是多大?
(3)若这次航行2小时共消耗柴油30L,则柴油发动机的效率为多少?
分析 (1)从技术参数表得出观光艇和20人总质量,利用重力公式G=mg求人、观光艇总重,再利用漂浮条件求观光艇满载乘客时,所受水的浮力;
(2)从技术参数表得出发动机的最大功率,利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求牵引力;又因为观光艇匀速行驶,受平衡力,据此求受到水的平均阻力;
(3)知道发动机的最大功率,求出发动机输出功(有用功),利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求出30L柴油完全燃烧放出的热量(总能量),利用效率公式求柴油发动机的效率.
解答 解:(1)满载时艇和20人总质量:
m=900kg+60kg×20=2100kg,
满载时人、观光艇总重:
G=mg=2100kg×10N/kg=2.1×104N,
由于观光艇漂浮根据漂浮条件可知:
所受浮力F浮=G=2.1×104N;
(2)已知P=45kW=4.5×104W,v=54km/h=15m/s,
由于P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得:
观光艇受到的牵引力:
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.5×1{0}^{4}W}{15m/s}$=3.6×103N,
由于观光艇匀速行驶,则观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力,
所以,观光艇受到水的平均阻力f=F=3.6×103N;
(3)2h发动机输出功:
W=Pt=45000W×2×3600s=3.24×108J,
30L柴油完全燃烧放出的热量(总能量):
Q放=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×30×10-3m3×4.3×107J/kg=1.032×109J,
柴油发动机的效率:
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{3.24×1{0}^{8}J}{1.032×1{0}^{9}J}$×100%≈31.4%.
答:(1)观光艇满载乘客时,所受浮力是2.1×104N;
(2)观光艇以最大功率匀速行驶时,受到水的平均阻力是3.6×103N;
(3)若这次航行2小时共消耗柴油30L,则柴油发动机的效率为31.4%.
点评 本题考查了学生对重力公式、漂浮条件、功率公式、力的平衡、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq、效率公式的掌握和运用,是一道力学和热学的综合计算题,能从技术参数表中得出相关信息是本题的关键.
| 额定电压 | 220V |
| 额定功率 | 1100W |
| 最大水量 | 1kg |
(2)该电热水壶正常工作100秒消耗了多少电能?
(3)将质量为1千克、温度为20℃的水加热到100℃,水吸收的热量是多少?(c水=4.2×103J/(kg•℃))
| A. | 放大镜 | B. | 投影仪 | C. | 照相机 | D. | 潜望镜 |
| A. | 检查人体疾病 | B. | 清除牙垢 | ||
| C. | 探测金属内部的裂痕 | D. | 探测地球到月球的距离 |