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【题目】如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2.卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的功率为23kW.(g=10N/kg)

(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?

(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛?

(3)该卡丁车以汽油为燃料,若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能,则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油?(q汽油=4.6×107J/kg)

【答案】(1)3×104Pa;(2)2300N;(3)1.2

【解析】

试题分析:(1)卡丁车满载时的重力:G=mg=600kg×10N/kg=6000N,卡丁车满载时对地面的压力:F=G=6000N,受力面积S=2000cm2=0.2m2,卡丁车满载时对地面的压强:p=F/S=6000N/0.2m2=3×104Pa;

(2)卡丁车的行驶速度:v=s/t=6000m/600s=10m/s,由P=Fv得牵引力:F=P/v=23000W/10m/s=2300N;

(3)牵引力做的功:W=Pt=23000W×600s=1.38×107J,由η=W/Q得完全燃烧汽油放出的热量:Q=W/η=1.38×107J/25%=5.52×107J,由Q=mq得完全燃烧汽油的质量:m=Q/q=5.52×107J/4.6×107J/kg=1.2kg

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