Question

【題目】小明攜帶質(zhì)量為10kg的行李箱從太原到運(yùn)城，選擇了尾氣零排放的動(dòng)車組D2503次列車出行．經(jīng)查詢，D2503次列車時(shí)刻表如表．若該動(dòng)車組列車全程勻速行駛在平直的軌道上，牽引力恒為2.8×105N，供電電路輸入動(dòng)車組列車的電功率恒為2×107W．

站次	站名	到達(dá)時(shí)間	開(kāi)車時(shí)間	運(yùn)行里程
1	太原南	﹣	8：25	0
2	運(yùn)城北	10：10	10：12	360km
3	西安北	11：22	﹣	556km

請(qǐng)你根據(jù)以上信息，解決下列問(wèn)題：
問(wèn)題一：若小明的行李箱底部與列車行李架的接觸面積為0.2m2 ， 求此行李箱對(duì)水平行李架的壓強(qiáng)．（g取10N/kg）
問(wèn)題二：求該動(dòng)車組列車從太原南站到運(yùn)城北站牽引力所做的功．
問(wèn)題三：求該動(dòng)車組列車從太原南站到運(yùn)城北站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．
問(wèn)題四：若大型客運(yùn)燃油汽車運(yùn)行中做的功與該動(dòng)車組列車從太原南站至運(yùn)城北站牽引力所做的功相等，求該燃油汽車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量．（大型客運(yùn)燃油汽車每做1焦耳的功排放氣態(tài)污染物5×10﹣6）g．

Answer 1

【答案】解：行李箱對(duì)行李架的壓力：F=G=mg=10kg×10N/kg=100N，行李箱對(duì)水平行李架的壓強(qiáng)：p= = =500Pa；
由表可知?jiǎng)榆嚱M行駛路程s=360km=3.6×105m，
動(dòng)車組列車從太原南站到運(yùn)城北站牽引力所做的功：W=Fs=2.8×105N×3.6×105m=1.008×1011J；
由表可知，動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)間t=10：10﹣8：25=1h45min=105min=105×60s=6300s，
由P= 得：
動(dòng)車組消耗的電能：W電=Pt=2×107W×6300s=1.26×1011J，
該動(dòng)車組列車從太原南站到運(yùn)城北站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η= ×100%= ×100%=80%；
該燃油汽車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量：
m排=1.008×1011J×5×10﹣6g/J=5.04×105g=504kg．
【解析】行李箱對(duì)行李架的壓力等于其重力，根據(jù)F=G=mg求出，再根據(jù)p= 求出行李箱對(duì)水平行李架的壓強(qiáng)；根據(jù)W=Fs求出動(dòng)車組列車從太原南站到運(yùn)城北站牽引力所做的功；根據(jù)W=Pt求出動(dòng)車組消耗的電能，再根據(jù)η= 求出動(dòng)車組列車從太原南站到運(yùn)城北站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率；大型客運(yùn)燃油汽車每做1焦耳的功排放氣態(tài)污染物5×10﹣6g，根據(jù)題意求出該燃油汽車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量．
【考點(diǎn)精析】利用壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）．