Question

【題目】南極冰面上，科考隊用拖拉機借助鋼索水平牽引裝有貨物的輕質木箱來運輸貨物。該拖拉機發動機的熱效率和推進效率都較高，所謂熱效率是指發動機獲得的機械能W機械與燃料完全燃燒產生的內能Q放之比，而推進效率是指發動機傳遞給拖拉機的牽引功（牽引力所做的功W牽引）與其獲得的機械能之比。某次運輸過程中該拖拉機牽引裝有貨物的木箱在水平冰面上以10m/s的速度勻速直線行駛10km，消耗柴油1kg，牽引木箱做功的功率為9kW．（q柴油=4.5×107J/kg）求該過程中：

（1）木箱受到地面的滑動摩擦力多大？

（2）牽引力做功多少焦耳？

（3）若該發動機的熱效率為40%，則此過程中發動機的推進效率？

Answer 1

【答案】（1）900N；（2）9×106J；（3）50%。

【解析】

(1)由

可得，木箱受到的牽引力：

；

木箱隨拖拉機勻速運動時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，則木箱受到的摩擦力：f=F=900N；

(2)牽引力做的功：

；

(3)柴油完全燃燒放出的熱量：

；

發動機的熱效率為40%，柴油完全燃燒放出的熱量用來做功的能量：

，

柴油完全燃燒釋放的內能轉化為繩索牽引木箱做功的效率：

。

答：(1)木箱受到地面的滑動摩擦力大小為900N；

(2)牽引力做功9×106J；

(3)發動機的推進效率為50%。