Question

【題目】如圖所示是一款新型四輪沙灘卡丁車(chē)，其滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)量為600kg，每個(gè)車(chē)輪與沙灘接觸的面積為500cm2，卡丁車(chē)滿(mǎn)載時(shí)在水平沙灘上勻速直線運(yùn)動(dòng)，10min行駛6km，它的發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為11.5kW。

（1）當(dāng)卡丁車(chē)滿(mǎn)載并靜止在水平沙灘上時(shí)，它對(duì)沙灘的壓強(qiáng)為多少帕？

（2）此次行駛中卡丁車(chē)所受的阻力為多少牛？

（3）該卡丁車(chē)以汽油為燃料，若在這次行駛中消耗汽油0.6kg，求該卡丁車(chē)汽油機(jī)的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）3×104Pa；（2）1.15×103N；（3）25%。

【解析】

（1）．卡丁車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的重力為：

G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，

則卡丁車(chē)滿(mǎn)載時(shí)對(duì)水平地面的壓力為：

F＝G＝6000N。

卡丁車(chē)受力面積為：

S＝4×500cm2＝2000cm2＝0.2m2，

則卡丁車(chē)滿(mǎn)載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為：

p＝＝＝3×104Pa。

（2）．卡丁車(chē)的行駛速度為：

v＝＝＝10m/s，

由P＝Fv得牽引力為：

F牽＝＝＝1.15×103N，

由于車(chē)勻速行駛，牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，則卡丁車(chē)所受的阻力為：

f＝F牽＝1.15×103N。

（3）．卡丁車(chē)在這次行駛中消耗汽油0.6kg完全燃燒放出的熱量為：

Q=mq=0.6kg×4.6×107J/kg=2.76×107J；

卡丁車(chē)在這次行駛中牽引力做的功為：

W=Fs=1.15×103N×6000m=6.9×106J；

則卡丁車(chē)汽油機(jī)的效率為：

η＝＝＝25%。

答：（1）．當(dāng)卡丁車(chē)滿(mǎn)載并靜止在水平沙灘上時(shí)，它對(duì)沙灘的壓強(qiáng)為3×104Pa；

（2）．此次行駛中卡丁車(chē)所受的阻力為1.15×103N；

（3）．該卡丁車(chē)以汽油為燃料，若在這次行駛中消耗汽油06kg，卡丁車(chē)汽油機(jī)的效率為25%。