为了保障学生人身安全.目前已有一大批校车投入使用．如图为某学校专用校车.其质量为6.4t.核载30人.每个轮子跟地面的接触面积为400cm2.校车有四个车轮．这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km.用时10min.消耗柴油2kg.受到阻力是1.8×103N．(柴油热值3.3×107J/kg.取g=10N/kg)求:(1)汽车行驶的速度是多少?(2)这� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

14．

为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用．如图为某学校专用校车，其质量为6.4t，核载30人，每个轮子跟地面的接触面积为400cm²，校车有四个车轮．这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2kg，受到阻力是1.8×10³N．（柴油热值3.3×10⁷J/kg，取g=10N/kg）求：
（1）汽车行驶的速度是多少？
（2）这段路程内发动机做功的功率．
（3）校车满载时，对地面的压强（设车中人的平均质量为50kg）．
（4）汽车发动机的效率？
（5）请分析汽车超载时会造成的危害？

分析（1）已知小车行驶路程是时间，利用速度公式可计算速度；
（2）校车在某段平直公路上匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力的大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出发动机做功的功率；
（3）校车对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据题意求出受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（4）根据Q=mq求出柴油完全燃烧释放的热量，利用η=$\frac{W}{Q}$×100%求出校车发动机的效率；
（5）物体的质量越大，惯性越大．

解答解：（1）校车行驶的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{8km}{10×\frac{1}{60}h}$=48km/h；
（2）因校车在某段平直公路上匀速行驶，
所以，汽车的牵引力：F′=f=1.8×10³N，
牵引力做的功：W=F′s=1.8×10³N×8×10³m=1.44×10⁷J，
这段路程内发动机做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.44×1{0}^{7}J}{10×60s}$=2.4×10⁴W；
（3）校车对地面的压力：F=G_车+G_人=（m_车+m_人）g=（6.4×10³kg+30×50kg）×10N/kg=7.9×10⁴N，
受力面积：S=4×400cm²=1600cm²=0.16m²，
校车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{7.9×1{0}^{4}N}{0.16{m}^{2}}$=4.9375×10⁵Pa；
（4）柴油完全燃烧释放的热量：
Q=mq=2kg×3.3×10⁷J/kg=6.6×10⁷J，
校车发动机的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.44×1{0}^{7}J}{6.6×1{0}^{7}J}$×100%≈21.8%；
（5）超载时汽车质量较大，对地面压力较大，形成较大压强容易损坏路面；超载时质量较大，惯性大，汽车遇到紧急情况不容易停下来．
答：（1）校车的行驶速度为48km/h；
（2）这段路程内发动机做功的功率为2.4×10⁴W；
（3）校车对地面的压强为4.9375×10⁵Pa；
（4）校车发动机的效率为21.8%；
（5）超载时质量较大，惯性大，汽车遇到紧急情况不容易停下来．

点评本题考查的是速度、压强的计算、功率的计算、燃料燃烧放出热量的计算和效率的计算，属于力学、热学最主要的公式应用的考查，有一定的代表性，需要熟练掌握基本公式或规律．

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