Question

【題目】如圖所示，中國人民解放軍建軍90周年，眾多新式戰車在“朱日和”舉行的閱兵式上精彩亮相。某輛輪式傘兵突擊戰車滿載時總質量為1.6t，車輪與水平地面接觸總面積為4×103cm2，戰車以72km/h的速度在水平地面勻速直線行駛時，發動機的功率為6×104W．（q汽油=4.6×107J/kg，g取10Nkg）求：

（1）戰車滿載時靜止在水平地面上，對水平地面的壓強。

（2）戰車此次行駛時，受到的阻力。

（3）戰車此次共行駛23min，若汽油機的效率為30%，消耗汽油的質量。

Answer 1

【答案】（1）4×104Pa；（2）3000N；（3）6kg。

【解析】

（1）戰車滿載時并靜止在水平地面上時，對水平地面的壓力和自身的重力相等，即F=G=mg=1.6×103 kg×10N/kg=1.6×104 N，

又因為車輪與水平地面接觸總面積是：S=4×103cm2

所以，對水平地面的壓強是：p=F/S=1.6×104N/4×103×104m2=4×104 Pa

（2）根據題意知道，戰車勻速行駛，行駛的速度是：v=72km/h=20m/s，所以處于平衡狀態，即受到的阻力和牽引力是一對平衡力，

由P=W/t=Fs/t=Fv知道，戰車受到的阻力是：f=F′=P/v=6×104W/20m/s=3000N；

（3）此次戰車共行駛23min，牽引力做的功是：W=Pt=6×104 W×23×60s=8.28×107 J，

由η=W/Q放×100%知道，汽車完全燃燒釋放的熱量是：Q放=W/η=8.28×107J/30%=2.76×108 J，

由Q放=mq可知消耗汽油的質量是：m′=Q放/q=2.76×108J/4.6×107J/kg=6kg。