Question

【題目】2020年1月，陜西迎來(lái)了新年的第一場(chǎng)雪。大雪后，芳芳同學(xué)看見(jiàn)鏟雪車(chē)在公路上進(jìn)行鏟雪作業(yè)，如圖所示。他用手機(jī)上網(wǎng)查閱到該型號(hào)鏟雪車(chē)的額定功率是100kW，質(zhì)量是4t：（g取10N/kg，q柴油=4.0×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）

(1)汽車(chē)的輪胎做的寬大是為了________；

(2)已知鏟雪車(chē)以額定功率保持20km/h的速度在一段長(zhǎng)5km的平直路面上鏟雪，求這一過(guò)程中鏟雪車(chē)所做的功和受到的阻力_______、_________；

(3)該過(guò)程中鏟雪車(chē)共消耗了10L柴油，則鏟雪車(chē)的效率是多少______？（結(jié)果保留到1%）

Answer 1

【答案】減小壓強(qiáng) 9×107J 18000N 28%

【解析】

(1)[1]汽車(chē)輪胎做的寬大是為了在壓力一定時(shí)，通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng)。

(2)[2]根據(jù)v=可得， 鏟雪車(chē)前進(jìn)5km所用的時(shí)間

t===0.25h=900s

根據(jù)P=可得，鏟雪車(chē)做的功

W=Pt=1×105W×900s=9×107J

鏟雪車(chē)所做的功是9×107J。

[3]鏟雪車(chē)的推力

F== =18000N

因?yàn)閯蛩僦本�運(yùn)動(dòng)，即受到的阻力

f=F=18000N

鏟雪車(chē)受到的阻力為18000N。

(3)[4]消耗柴油的體積

V=10L=1×102m3

根據(jù)ρ=可得，消耗柴油的質(zhì)量

m=ρV=0.8×103kg/m3×1×102m3=8kg

柴油完全燃燒放出的熱量

Q放=mq=8kg×4.0×107J/kg=3.2×108J

則效率

η==28%

鏟雪車(chē)的效率是28%。

答：(1) 汽車(chē)的輪胎做的寬大是為了減小壓強(qiáng)；

(2)這一過(guò)程中鏟雪車(chē)所做的功9×107J，受到的阻力的大小為18000N；

(3)該鏟雪車(chē)的效率是28%。