Question

【題目】按照規(guī)定，我國載貨車輛的輪胎對地面的壓強(qiáng)應(yīng)控制在7×105Pa以內(nèi)，某型號貨車部分參數(shù)如下表所示，王師傅在執(zhí)行一次運(yùn)輸任務(wù)時(shí)，開著裝滿沙子的貨車在一段平直的公路上勻速行駛15km。請解答該貨車在本次運(yùn)輸過程中的下列問題：(g取10N/kg，沙子的密度為2.4×103kg/m3，燃油的熱值為4.5×107J/kg)

(1)通過計(jì)算判斷該貨車是否超載?

(2)貨車在這段公路上行駛時(shí)所受阻力為車總重的0.02倍，這段時(shí)間內(nèi)貨車牽引力所做的功是多少?

(3)貨車在這一過程中消耗燃油4kg，其熱機(jī)效率是多少?

Answer 1

【答案】見解析

【解析】（1）根據(jù)題意知道，車廂的容積是：V=10m3，沙子的密度是：ρ=2.4×103kg/m3，

由ρ=m/V知道裝滿沙子時(shí)沙子的質(zhì)量是：m沙子=ρ沙子 V=2.4×103 kg/m3 ×10m3 =2.4×104 kg，

所以沙子的重力是：G沙子=m沙子 g=2.4×10^4 kg×10N/kg=2.4×105 N；

車對路面的壓力是：F=G總=G車+G沙子=6×104 N+2.4×105 N=3×105 N，

輪胎與地面的總接觸面積是：S=10×3×10-2 m2 =0.3m2 ，

所以，車對路面的壓強(qiáng)是：p=F/S=3×105N/0.3m2=1×106 Pa，

因?yàn)?/span>1×106 Pa＞P最大 =7×105 Pa，所以該貨車已經(jīng)超載；

（2）貨車受到的阻力是：f=0.02G總 =0.02×3×105 N=6000N，

因?yàn)樨涇噭蛩傩旭�，所以貨車的牽引力與阻力相等，即牽引力是：F=f=6000N，

故牽引力做功是：W=Fs=6000N×15×1000m=9×107 J；

（3）燃油完全燃燒放出的熱量：Q放 =mq=4kg×4.5×107 J/kg=1.8×108 J，

貨車的熱機(jī)效率是：η=W/Q放=9×107J/1.8×108J×100%=50%