Question

【題目】俗話說，瑞雪兆豐年，2019我省又迎來了一場大范圍的降雪天氣，大雪后，小明看到廣場的雪地上有小朋友打雪仗，鏟雪車在公路上進行鏟雪作業，他用手機上網查閱到該型號鏟雪車的額定功率是120kW，質量是5t，求：（g＝10N/kg）

（1）小明看到一小朋友將一個雪球斜向上拋出后，若不計空氣阻力，則雪球在下落過程中的機械能_____（選填“變小”“不變”或“變大”）；鏟雪車工作時，將_____能轉化為_____能。

（2）假設鏟雪車在一段長1.5km的平直路面上，以額定功率保持18km/h的速度勻速直線前進進行鏟雪作業，求這一過程中鏟雪車所做的功______和受到的阻力的大小______。

（3）該過程中共消耗柴油5L，該鏟雪車的效率是多少______？（柴油的熱值為4.0×107J/kg，柴油的密度ρ＝0.8×103kg/m3）

Answer 1

【答案】不變 內 機械 3.6×107J 2.4×104N 22.5%

【解析】

（1）雪球在下落過程中，高度減小，重力勢能減小；速度增大，動能增大，因此由重力勢能轉化動能。因不計空氣阻力，雪球在下落的過程中，重力勢能全部轉化為動能，故機械能的總量守恒；鏟雪車工作時，內能減小，機械能增大，故將內能轉化為機械能。

（2）除雪車前進1.5km所用的時間：t====300s，

除雪車做的功：W＝Pt＝1.2×105W×300s＝3.6×107J，

除雪車的推力F===2.4×104N，

因為勻速直線運動，受到的阻力推力是平衡力，阻力f＝F＝2.4×104N；

（3）消耗汽油的體積V＝5L＝5×10﹣3m3，

消耗汽油的質量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×5×10﹣3m3＝4kg，

汽油完全燃燒放出的熱量Q放＝mq＝4kg×4.0×107J/kg＝1.6×108J，

該鏟雪車的效率η===22.5%。