Question

夏天，公園內(nèi)的草坪都要定期使用如圖所示的草坪修剪機(jī)進(jìn)行修剪，它底盤(pán)刀具的動(dòng)力靠汽油機(jī)提供．修剪機(jī)總重為200N，四個(gè)輪子與地面的接觸面積為20cm²，修剪機(jī)正常工作時(shí)，刀具每秒鐘通過(guò)的距離為23m，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的平均阻力為20N，在一次修剪過(guò)程中，所用時(shí)間為5000s，耗油0.2kg（q_汽油=4.6×10⁷J/kg），求：

（1）使用前修剪機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

（2）修剪機(jī)克服阻力做功的功率；

（3）汽油機(jī)的效率．

Answer 1

（1）使用前修剪機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：

p====1×10⁵Pa；

（2）修剪機(jī)勻速行駛的速度：

v===23m/s，

修剪機(jī)克服阻力做功的功率：

P=fv=20N×23m/s=460W；

（3）修剪機(jī)勻速行駛受到的牽引力等于阻力，即F_牽引力=f=20N；

由v=可得，修剪機(jī)5000s行駛的路程：

s′=vt′=23m/s×5000s=115000m；

則修剪機(jī)5000s內(nèi)做的功：

W=F_牽引力s′=20N×115000m=2.3×10⁶J；

0.2kg汽油完全燃燒放出的熱量：

Q=mq=0.2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁶J；

汽油機(jī)的效率：

η=×100%=×100%=25%．

答：（1）使用前修剪機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1×10⁵Pa；

（2）修剪機(jī)克服阻力做功的功率為460W；

（3）汽油機(jī)的效率為25%．