Question

13．目前哈市已有許多校車投入使用，如圖為某學(xué)校校車，其總質(zhì)量為6.4t，車輪跟地面接觸的總面積為1600cm²．這輛校車在某段平直公路上勻速行駛9.9km，消耗柴油2L，受到的阻力是1.7×10³N，（柴油熱值3.3×10⁷J/kg，柴油的密度0.8×10³kg/m³），求：
（1）校車對地面的壓強？
（2）這段路程內(nèi)該校車發(fā)動機的效率？
（3）校車安全是社會關(guān)注的熱點問題，為保障同學(xué)們的乘車安全，請為校車生產(chǎn)廠家和交管部門各提一條合理建議．

Answer 1

分析 （1）校車對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)題意求出受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（2）根據(jù)Q=mq求出柴油完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)二力平衡條件和W=Fs求出牽引力做的功，利用η=$\frac{W}{Q}$×100%求出校車發(fā)動機的效率；
（3）從超載和遵守交通規(guī)則等方面提出合理建議．

解答 解：（1）校車對地面的壓力：F=G=mg=6.4×10³kg×10N/kg=6.4×10⁴N，
受力面積：S=1600cm²=0.16m²，
校車對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6.4×1{0}^{4}N}{0.16{m}^{2}}$=4×10⁵Pa；
（2）柴油完全燃燒釋放的熱量：Q=m_柴油q=ρVg=0.8×10³kg/m³×2×10^-3m³×3.3×10⁷J/kg=5.28×10⁷J，
因為校車勻速行駛，因此牽引力等于摩擦力，即F=f=1.7×10³N；
牽引力做的功：W=Fs=1.7×10³N×9.9×1000m=1.683×10⁷J
校車發(fā)動機的效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.683×1{0}^{7}J}{5.28×1{0}^{7}J}$×100%≈31.9%；
（3）生產(chǎn)廠家：不準(zhǔn)超載，超載將容易發(fā)生交通事故；
交管部門：嚴(yán)格遵守交通規(guī)則，不可闖紅燈等．
答：（1）校車對地面的壓強為4×10⁵Pa；
（2）校車發(fā)動機的效率為31.9%；
（5）生產(chǎn)廠家：不準(zhǔn)超載，超載將容易發(fā)生交通事故；
交管部門：嚴(yán)格遵守交通規(guī)則，不可闖紅燈．

點評 本題考查的是重力、壓強的計算、功的計算、熱量的計算和效率的計算，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．