Question

【題目】2020年1月，陜西迎來了新年的第一場雪。大雪后，芳芳同學看見鏟雪車在公路上進行鏟雪作業，如圖所示。他用手機上網查閱到該型號鏟雪車的額定功率是100kW，質量是4t：（g取10N/kg，q柴油=4.0×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）

(1)汽車的輪胎做的寬大是為了________；

(2)已知鏟雪車以額定功率保持20km/h的速度在一段長5km的平直路面上鏟雪，求這一過程中鏟雪車所做的功和受到的阻力_______、_________；

(3)該過程中鏟雪車共消耗了10L柴油，則鏟雪車的效率是多少______？（結果保留到1%）

Answer 1

【答案】減小壓強 9×107J 18000N 28%

【解析】

(1)[1]汽車輪胎做的寬大是為了在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強。

(2)[2]根據v=可得， 鏟雪車前進5km所用的時間

t===0.25h=900s

根據P=可得，鏟雪車做的功

W=Pt=1×105W×900s=9×107J

鏟雪車所做的功是9×107J。

[3]鏟雪車的推力

F== =18000N

因為勻速直線運動，即受到的阻力

f=F=18000N

鏟雪車受到的阻力為18000N。

(3)[4]消耗柴油的體積

V=10L=1×102m3

根據ρ=可得，消耗柴油的質量

m=ρV=0.8×103kg/m3×1×102m3=8kg

柴油完全燃燒放出的熱量

Q放=mq=8kg×4.0×107J/kg=3.2×108J

則效率

η==28%

鏟雪車的效率是28%。

答：(1) 汽車的輪胎做的寬大是為了減小壓強；

(2)這一過程中鏟雪車所做的功9×107J，受到的阻力的大小為18000N；

(3)該鏟雪車的效率是28%。