Question

（2013?濟(jì)寧）為了保障學(xué)生人身安全，目前已有一大批校車投入使用，如圖為實(shí)驗(yàn)中學(xué)專用校車，其總質(zhì)量為6.4t，每個(gè)輪子跟地面的接觸面積為400cm²這輛校車在某段平直公路上勻速行駛8km用時(shí)10min，消耗柴油2L，受到的阻力是1.8×10³N，（柴油熱值3.3×10⁷J/Kg，柴油的密度0.85×10³Kg/m³，取g=10N/Kg）
求：
（1）這段路程內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功的功率．
（2）這段路程內(nèi)消耗的柴油完全燃燒放出的熱量；
（3）校車對(duì)地面的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析：（1）已知校車在平直公路上勻速行駛，牽引力等于阻力；已知牽引力和校車通過的路程，可以得到牽引力做的功；已知牽引力做的功和所用時(shí)間，利用公式P=

W

t

得到發(fā)電機(jī)做功的功率；
（2）已知柴油的體積和密度，可以得到柴油的質(zhì)量；已知柴油的質(zhì)量和熱值，利用公式Q=mq得到柴油完全燃燒放出的熱量；
（3）已知校車每個(gè)輪子與地面的接觸面積，可以得到校車輪胎與地面的總接觸面積；已知校車總質(zhì)量，可以得到總重力，校車對(duì)水平地面的壓力等于總重力；已知壓力和受力面積，利用公式p=

F

S

得到校車對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答：已知：f=1.8×10³N  s=8km=8000m  t=10min=600s  m=6.4t=6400kg  S₀=400cm²=0.04m²  V=2L=2×10^-3_m3  q=3.3×10⁷J/kg  ρ=0.85×10³kg/m³  g=10N/kg
求：（1）P=？（2）Q=？（3）p=？
解：
（1）校車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P=

W

t

=

F?s

t

=

f?s

t

=

1.8×103N×8000m

600s

=2.4×10⁴W=24kW；
（2）∵ρ=

m

V

，
∴柴油的質(zhì)量為m=ρV=0.85×10³kg/m³×2×10^-3_m3=1.7kg
柴油完全燃燒放出的熱量為Q=qm=3.3×10⁷J/kg×1.7kg=5.61×10⁷J；
（3）校車輪胎與地面的接觸面積為S=4?S₀=4×0.04m²=0.16m²
校車對(duì)水平地面的壓力為F=G=mg=6400kg×10N/kg=64000N
校車對(duì)地面的壓強(qiáng)為p=

F

S

=

64000N

0.16m2

=4×10⁵Pa．
答：
（1）這段路程內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做功的功率為24kW．
（2）這段路程內(nèi)消耗的柴油完全燃燒放出的熱量為5.61×10⁷J；
（3）校車對(duì)地面的壓強(qiáng)為4×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是功率的計(jì)算、燃料燃燒放出熱量的計(jì)算和壓強(qiáng)的計(jì)算，屬于力學(xué)、熱學(xué)最主要的公式應(yīng)用的考查，有一定的代表性，需要熟練掌握基本公式或規(guī)律．