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17.空载质量为3t的小型载重汽车.当车上装有6t的砂石时车轮与地面的总接触面积约为200cm3.若汽车以l0m/s的速度在平直公路上以30kW的功率匀速行驶了 l0min,消耗汽油1.5kg,g取10N/kg.不计空气阻力.求:
(1)装有砂石的汽车,在平直公路上静止时对地面的压强是多少?
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,牵引力做的功是多少?
(3)汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力做功的效率为多少?(己知汽油的热值q为4.5×107J/kg)

分析 (1)汽车对水平路面的压力等于其重力,应用压强公式可以求出汽车对水平地面的压强.
(2)汽车做匀速直线运动牵引力做功等于汽车功率与时间的乘积,根据题意可以求出牵引力做功.
(3)求出汽油完全燃烧释放的热量,然后求出汽车的效率.

解答 解:(1)汽车对水平地面的压力:F=G=mg,
汽车对水平地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{(6000kg+3000kg)×10N/kg}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=4.5×106Pa;
(2)汽车匀速行驶时牵引力做功:
W=Pt=30××103W×60s×10=1.8×107J;
(3)汽油完全燃烧释放的热量:
Q=mq=1.5kg×4.5×107J/kg=6.75×107J,
效率:η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{6.75×{10}^{7}J}$×100%≈26.7%;
答:(1)装有砂石的汽车,在平直公路上静止时对地面的压强是4.5×106Pa;
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,牵引力做的功是1.8×107J;
(3)汽油完全燃烧放出的热量转换为汽车牵引力做功的效率为26.7%.

点评 本题是一道计算题,考查了求压强、功与效率问题,汽车静止在水平地面上时对水平地面的压力等于其重力,应用压强公式、功率公式的变形公式、效率公式等可以解题.

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