S=4×500cm2=2000cm2=0.2m2,
则卡丁车满载时对地面的压强为:
p=
6000NF4==3×10Pa。 20.2mS(2).卡丁车的行驶速度为:
v=
s6000m==10m/s, t600s由P=Fv得牵引力为:
P1.15?104W3
F牵===1.15×10N,
v10m/s由于车匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,则卡丁车所受的阻力为:
f=F牵=1.15×103N。
(3).卡丁车在这次行驶中消耗汽油0.6kg完全燃烧放出的热量为:
Q=mq=0.6kg×4.6×107J/kg=2.76×107J;
卡丁车在这次行驶中牵引力做的功为:
W=Fs=1.15×103N×6000m=6.9×106J;
则卡丁车汽油机的效率为:
W6.9?106Jη===25%。
Q2.76?107J答:(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3×104Pa; (2).此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N;
(3).该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油06kg,卡丁车汽油机的效率为25%。 3.(1)1.2×10W (2)0.02kg 【解析】 【详解】
(1).因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力, 则此过程中汽车牵引力做的功:
4
W=Fs=fs=400N×1.2×103m=4.8×105J,
汽车牵引力做功的功率:
答案第2页,总9页
W4.8?105JP===1.2×104W;
t40s(2).汽油完全燃烧释放的热量Q=qm,又因为Q=
W, ?QW4.8?105J所以m= ==≈0.02kg,
qq?4.6?107J/kg?48%答:(1). 汽车的功率为1.2×10W; (2).燃烧了0.02kg汽油.
4.(1)0.5h;(2)1.38×108J;(3)2.3×104W 【解析】 【详解】
(1)汽车通过这段路程所需的时间:
4
t=
(2)汽油完全燃烧释放的热量:
s60km?=0.5h; v120km/hQ=mq=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J;
(3)牵引力所做的功:
W=ηQ=30%×1.38×108J=4.14×107J;
汽车牵引力做功的功率:
W4.14?107J4
P==2.3×10W。 ?t0.5?3600s答:(1)汽车行驶时间为0.5h。
(2)汽油完全燃烧释放的热量为1.38×108J; (3)汽车牵引力做功的功率为2.3×104W。 5.(1)2×10Pa(2)2000N(3)30% 【解析】 【详解】
(1)该汽车静止在水平路面上时,对路面的压力:
5
F压=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
对路面的压强:
答案第3页,总9页
F1.5?104Np??=2?105Pa ; -42S750?10m(2)汽车行驶的速度:
s13.8?103mv??=23m/s ,
t10?60s根据P =Fv可得汽车的牵引力:
P46?103WF???=2000N ,
v23m/s因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以,阻力
f=F′=2000N;
(3)牵引力做的有用功:
W有用=Fs=2000N×13.8×103m=2.76×107J,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×108J,
这段时间内该发动机所做的有用功:
??W有用Q放2.76?107J?×100%=30%。 9.2?108J 答:(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强2×105Pa; (2)在这一过程中汽车受到的阻力2000N; (3)在这一过程中汽车发动机的效率为30%。 6.(1)7×103Pa;(2)800N;(3)40%. 【解析】 【详解】
(1)空车质量为90kg,雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上,总质量
m=90kg+50kg=140kg,
静止时对水平地面的压力:
F=G=mg=140kg×10N/kg=1400N,
静止时对水平地面的压强:
p=
F1400N?=7×103Pa; -22S20?10m答案第4页,总9页
(2)该雪地车以36km/h的速度匀速行驶:
v=36km/h=36×
根据P=
1m/s=10m/s, 3.6WFs?=Fv可得,所受阻力: ttf=F牵=
P8000W?=800N; v10m/s(3)该车以8kW的输出功率行驶2h所做的功:
W=Pt′=8×103W×2×3600s=5.76×107J,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=3.6kg×4×107J/kg=1.44×108J,
则雪地车发动机的效率:
W5.76?107J=η=8=40%. Q放1.44?10J答:(1)雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上,雪地车与地面接触的总面积为20dm,雪地车对地面的压强是7×10Pa;
(2)雪地车以36km/h的速度在水平地面匀速直线行驶,输出功率为8kW,则雪地车所受阻力是800N;
(3)若雪地车以8kW的输出功率行驶2h,消耗了3.6kg燃油,则雪地车发动机的效率是40%. 7.(1)0.5m2(2) 7.2×104N(3) 36%。 【解析】 【详解】
(1).坦克静止在水平路面上时,对地面的压力:
3
2
F=G=mg=3?104kg×10N/kg=3×105N,
汽车对地面的压强:p= 6×104 Pa 则履带与地面的接触面积:
F3?104NS===0.5m2; 4p6?10Pa(2).坦克的速度v=
s3000m==10m/s, t300sP7.2?105W行驶过程中发动机的牵引力是:F===7.2×104N;
v10m/s答案第5页,总9页
(3).15kg汽油完全燃烧释放的热量:
Q=qm=4.0×107 J/kg?15kg=6×108 J,
发动机的效率是
W7.2?105W??300sη===36%; 8Q6?10J答:(1).履带与地面的接触面积是0.5m2; (2).行驶过程中发动机的牵引力是7.2×104N; (3).汽车发动机的效率为36%。
8.(1)4.5×106Pa;(2)1.8×104W;(3)45%。 【解析】 【详解】
(1)根据题意知道,汽车总质量是:
m总=16000kg+2000kg=18000kg,
由G=mg知道,总重力是:
G总=m总g=18000kg×10N/kg=1.8×105N,
对地面的压力是:
F=G总=1.8×105N,
由于受力面积是S=400cm2=0.04m2,所以,对地面的压强是:
F1.8?105Np???4.5?106Pa; 2S0.04m(2)因为汽车匀速直线行驶,处于平衡态,所以汽车的牵引力是:
F=f=0.01G总=0.01×1.8×105N=1800N,
牵引力做的功是:
W=Fs=1800N×400m=7.2×105J,
由P?W知道,牵引力做功功率是: tW7.2?105JP???1.8?104W;
t40s(3)0.025kg天然气完全燃烧放出的热量是:
Q=mq=0.025kg×6.4×107J/kg=1.6×106J,
答案第6页,总9页
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