Question

【題目】西安市部分公交車(chē)用天然液化氣為燃料，其主要成分就是甲烷，熱 值為3.6×107J/m3，如果一輛公交車(chē)滿(mǎn)載乘客時(shí)總質(zhì)量是 5.4×103kg，車(chē)輪與地 面接觸總面積 0.6m2；10m3 甲烷氣體完全燃燒產(chǎn)生的能量可供公交車(chē)滿(mǎn)載時(shí)以36km/h 的速度勻速行駛 100min。勻速行駛中公交車(chē)受到的平均阻力為車(chē) 重的 0.05倍，（g取10N/kg）求：

(1)公交車(chē)滿(mǎn)載靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)有多大；

(2)勻速行這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)牽引力所做功的功率；

(3)勻速行駛這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多大。

Answer 1

【答案】(1) 9×104Pa；(2) 2.7×104W；(3) 45%

【解析】

(1) 公交車(chē)滿(mǎn)載靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力

F=G總=mg=5.4×103kg10N/kg=5.4×104N

公交車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)

p===9104Pa

公交車(chē)滿(mǎn)載靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為9104Pa。

(2)因公交車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)是，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，公交車(chē)受到的牽引力

F=f=0.05G總=0.05×5.4×104N=2700N

公交車(chē)勻速行駛的速度

v=36km/h=10m/s

這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)牽引力所做功的功率

P===Fv=2700N×10m/s=2.7×104W

(3)由P=可得，這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)牽引力所做的功

W=Pt′=2.7×104W×100×60s=1.62×108J

10m3 甲烷氣體完全燃燒放出的熱量

Q=Vq=10m33.6×107J/m3=3.6×108J

這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率

η=×100%=×100%=45%

公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為45%。

答：(1) 公交車(chē)滿(mǎn)載靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為9104Pa；

(2)這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)牽引力所做功的功率為2.7×104W；

(3)這段時(shí)間內(nèi)公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是45%。