Question

15．東風(fēng)商用車(chē)有限公司生產(chǎn)的東風(fēng)牌ZJN8551A0DG自卸車(chē)的質(zhì)量為12t，前后共10個(gè)輪胎，每個(gè)輪胎與地面接觸面積為250cm²．該車(chē)在某段平直公路上勻速行駛了54km用了0.5小時(shí)，消耗燃油1.5×10^-2m³，行駛過(guò)程中車(chē)所受阻力為車(chē)重的0.05倍．（假設(shè)燃油完全燃燒，燃油密度ρ為0.8×10³kg/m³，燃油熱值q為4.5×10⁷J/kg，g取10N/kg）．求該車(chē)在該行駛過(guò)程中：
（1）行駛速度；
（2）對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）牽引力所做的功；
（4）發(fā)動(dòng)機(jī)效率．

Answer 1

分析 （1）已知汽車(chē)行駛的時(shí)間和路程，利用速度公式即可求解；
（2）已知汽車(chē)質(zhì)量，可求得其重力，此時(shí)汽車(chē)對(duì)地面的壓力等于其重力，再利用p=$\frac{F}{S}$可求得該汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)車(chē)受到的阻力為車(chē)重的0.1倍求得車(chē)受到的阻力，因?yàn)閯蛩傩旭�，所以牽引力等于阻力，再利用W=Fs可求得該汽車(chē)牽引力所做的功；
（4）根據(jù)燃油密度和體積求得其質(zhì)量，利用Q=mq可求得消耗的總能量，再利用η=$\frac{W}{Q}$×100%可求得該汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)效率．

解答 解：（1）行駛速度：
$v=\frac{s}{t}=\frac{54km}{0.5h}=108km/h$；
（2）對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=1.2×10⁴kg×10N/kg=1.2×10⁵N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
$P=\frac{F}{S}=\frac{{1.2×1{0^5}N}}{{10×2.5×{{10}^{-2}}{m^2}}}=4.8×1{0^5}Pa$；
（3）車(chē)受到的阻力f=0.05G=0.1×1.2×10⁵N=6×10³N，
該車(chē)在某段平直公路上勻速行駛，
則牽引力F=f=6×10³N，
牽引力所做的功：
W=F's=6×10³N×5.4×10⁴m=3.24×10⁸J；
（4）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得消耗燃油的質(zhì)量：
m=ρ_油V=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-2m³=12kg，
這一過(guò)程中消耗的總能量：
Q=mq=12kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁸J，
該汽車(chē)的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{3.24×1{0}^{8}J}{5.4×1{0}^{8}J}$×100%=60%．
答：（1）行駛速度為108km/h；
（2）對(duì)地面的壓強(qiáng)為4.8×10⁵Pa；
（3）牽引力所做的功為3.24×10⁸J；
（4）發(fā)動(dòng)機(jī)效率為60%．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到速度公式、密度公式及其變形的應(yīng)用、壓強(qiáng)的計(jì)算、功的計(jì)算、熱機(jī)的效率等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，但難度不大．