Question

2012年5月1日起國(guó)家對(duì)校車(chē)正式實(shí)施了“校車(chē)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)”．某品牌專用校車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)如下表．已知每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0.05m²，汽油完全燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為校車(chē)做功的效率是30%（汽油熱值q=4.6×10⁷J/kg）．請(qǐng)仔細(xì)閱讀參數(shù)表并完成下列問(wèn)題：
（1）該校車(chē)的每個(gè)座位上均配有安全帶，這是為了防止汽車(chē)

 

（選填“啟動(dòng)”或“剎車(chē)”）時(shí)，由于

 

可能對(duì)孩子造成的傷害．
（2）該校車(chē)（空車(chē)）靜止在水平地面上勻速行駛時(shí)，所受阻力為3000N，則連續(xù)行駛5min，汽車(chē)所做的有用功是多大？這個(gè)過(guò)程消耗的汽油是多少千克？（保留一位小數(shù)）

外形（mm）	9980×2430×31050
整備質(zhì)量（kg）	4500（空車(chē)）
座位數(shù)	48-51
行李艙（m3）	0.4
輪胎數(shù)（條）	6
最高時(shí)速（km/h）	108

Answer 1

分析：（1）汽車(chē)在緊急剎車(chē)時(shí)，乘客由于慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，乘客可能沖出座位碰到前面的物體（座椅背）上而受到傷害，系上安全帶，可以防止剎車(chē)時(shí)乘客受到傷害．
（2）由平衡條件求出汽車(chē)牽引力，由W=Fs求出汽車(chē)做的有用功．
（3）已知校車(chē)做功的效率和汽油熱值，還知道汽車(chē)的有用功，可求消耗汽油的質(zhì)量．

解答：解：（1）該校車(chē)的每個(gè)座位上均配有安全帶，這是為了防止汽車(chē)剎車(chē)時(shí)，由于慣性可能對(duì)孩子造成的傷害．
（2）校車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得：校車(chē)的牽引力F=f=3000N，
校車(chē)速度v=108km/h=30m/s，
∴校車(chē)在t=5min=300s內(nèi)的路程s=vt=30m/s×300s=9000m，
校車(chē)做的有用功W_有用=Fs=3000N×9000m=2.7×10⁷J；
（3）汽油完全燃燒釋放的能量Q=W_總=

W有用

η

=

2.7×107J

30%

=9×10⁷J；
所以消耗汽油的質(zhì)量為m=

Q

q

=

9×107J

4.6×107J/kg

≈2.0kg．
答：（1）剎車(chē)；慣性；
（2）汽車(chē)所做的有用功是2.7×10⁷J；這個(gè)過(guò)程消耗的汽油是2.0kg．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道綜合題，但難度不大，熟練應(yīng)用慣性知識(shí)、功的計(jì)算公式即可正確解題．