4.按照規(guī)定,我國載貨車輛的輪胎對地面的壓強應(yīng)控制在7×105Pa以內(nèi).某型號貨車部分參數(shù)如表所示.司機師傅在執(zhí)行一次運輸任務(wù)時,開著裝滿沙子的貨車在一段平直的公路上勻速行駛15km,(取g=10N/kg,ρ=2.5×103kg/m3,燃油的熱值4.5×107J/kg).
貨車自重6×104N
車輪個數(shù)10
每個輪胎觸地面積3×10-2m2
車廂容積10m3
(1)裝滿貨車的沙子質(zhì)量為多少?
(2)沙子的重力是多少?
(3)貨車在這段公路上行駛時所受阻力為車重的0.02倍,這段時間內(nèi)貨車牽引力所做的功為多少?
(4)貨車在這一過程中消耗燃油4kg,其熱機效率是多少?
(5)通過計算比較該貨車是否超載?

分析 (1)車廂內(nèi)裝滿沙子時沙子的體積等于車廂的容積,根據(jù)m=ρV求出車廂內(nèi)所裝沙子的質(zhì)量;
(2)已知沙子的質(zhì)量,根據(jù)G=mg得到車廂內(nèi)所裝沙子的重;
(3)貨車勻速運動時受到的牽引力和阻力是一對平衡力,根據(jù)所受阻力為車重的0.02倍求出其大小,利用W=Fs求出這段時間內(nèi)貨車牽引力所做的功;
(4)已知燃油的熱值和燃燒的質(zhì)量,可以得到燃油完全燃燒放出的熱量;汽車牽引力做的功與燃油完全燃燒放出熱量之比為熱機的效率;
(5)已知每個車輪與地面的接觸面積及車輪數(shù),可以得到汽車與地面的總接觸面積;汽車對水平路面的壓力等于總重;已知汽車對路面的壓力和接觸面積,可以得到汽車對路面的壓強.對比壓強數(shù)值確定汽車是否超載.

解答 解:
(1)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,車廂內(nèi)所裝沙子的質(zhì)量:
mV=2.5×103kg/m3×10m3=2.5×104kg;
(2)車廂內(nèi)所裝沙子的重:
G=mg=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N;
(3)貨車和沙子總重為:
G=G+G=6×104N+2.5×105N=3.1×105N,
因為貨車勻速運動時受到的牽引力和阻力是一對平衡力,
所以貨車的牽引力:
F=F=0.02G=0.02×3.1×105N=6.2×103N,
牽引力做的功:
W=Fs=6.2×103N×15×103m=9.3×107J;
(4)燃油完全燃燒放出的熱量為:
Q=mq=4kg×4.5×107J/kg=1.8×108J,
所以汽車的熱機效率為:
η=$\frac{{Q}_{放}}{W}$=$\frac{9.3×1{0}^{7}J}{1.8×1{0}^{8}J}$×100%≈51.7%;
(5)車輪與地面的接觸面積為S=10×3×10-2m2=0.3m2
汽車對地面的壓強為:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{3.1×1{0}^{5}N}{0.3{m}^{2}}$≈1.03×106Pa,
已知我國載貨車輛的輪胎對地面的壓強應(yīng)控制在7×105Pa以內(nèi),所以此貨車超載.
答:(1)車廂內(nèi)所裝沙子的質(zhì)量是2.5×104kg;
(2)沙子受到的重力是2.5×105N;
(3)這段時間內(nèi)貨車牽引力所做的功為9.3×107J;
(4)熱機效率是51.7%;
(5)該貨車超載.

點評 本題考查了密度公式、重力公式、做功公式、二力平衡條件的應(yīng)用、熱值變形公式和熱機效率的計算,關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等,同時要求我們注意生活中超速或超載的危害.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

14.2016年3月9日,某些地區(qū)出現(xiàn)了日全食現(xiàn)象,如圖中的A區(qū)域,是當時的電視畫面模擬地球上可以看到日食的區(qū)域,則A區(qū)域是月球(選填“地球”、“月球”或“太陽”)的影子區(qū)域,此現(xiàn)象所涉及到的物理知識是光的直線傳播.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

15.關(guān)于透鏡,下列說法正確的是( 。
A.使用投影儀時若要在屏幕上得到更大的像,應(yīng)將投影儀遠離屏幕
B.將一支鉛筆放在裝滿水的透明玻璃杯一側(cè)由緊貼玻璃杯到逐漸遠離的過程中,眼睛在另一側(cè)透過玻璃杯會看到鉛筆的像逐漸變小,筆尖的方向無變化
C.近視眼是由于晶狀體太厚折光能力太強,像成在視網(wǎng)膜后方,應(yīng)佩戴凹透鏡矯正
D.研究凸透鏡成像時,若物距為30cm,像距為40cm時,光屏上成清晰的像,則像可能是縮小的也可能是放大的

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

12.某實驗小組為了探究氣缸內(nèi)氣體壓強p與缸內(nèi)氣柱長度h的關(guān)系,設(shè)計了一帶有活塞(截面積S=5cm2)并封閉了氣體的密閉金屬氣缸,如圖甲所示.某次實驗過程中,活塞緩慢下壓,記錄數(shù)據(jù)后繪制出如圖乙所示圖象.請回答下列問題:
(1)活塞下壓過程中,缸內(nèi)氣體的密度變大(選填“變小”、“變大”或“不變”).
(2)據(jù)圖乙可知,缸內(nèi)氣體壓強p與長度h成反比;當h為6cm時,缸內(nèi)氣體的壓強p=1.5×105Pa.
(3)經(jīng)測量,當缸內(nèi)氣體壓強p為1×105Pa時,缸內(nèi)氣體的密度為1.3kg/m3,那么,當缸內(nèi)氣體壓強p為5×105Pa時,缸內(nèi)氣體的密度為6.5kg/m3;此時活塞下表面受到的氣體壓力為250N.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

19.下列說法中正確的是( 。
A.靜止在水平公路上的汽車受到的重力和汽車對路面的壓力是一對平衡力
B.在空中飛行的足球受重力和運動員踢它的力作用
C.人推桌子,桌子沒有動,是因為推力小于摩擦力
D.游泳時,人劃水身體就能往前游,是因為力的作用是相互的

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

3.在厚玻璃瓶內(nèi)裝入少量的水,并滴入幾滴酒精,塞緊塞子后,用氣筒往瓶內(nèi)打氣,下列說法正確的是( 。
A.往瓶內(nèi)打氣時,瓶內(nèi)的水是沒有內(nèi)能的
B.往瓶內(nèi)打氣時,外界對瓶內(nèi)氣體做功,瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減小
C.塞出跳出時,瓶口有白霧出現(xiàn),是汽化現(xiàn)象
D.瓶塞跳出時,瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減小

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

10.在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中,待測小燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V.
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1所示的實驗電路未連接部分連接好(要求滑動變阻器滑片P向左滑動燈泡變暗,連線不得交叉)

(2)當開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,經(jīng)過分析,同學們猜想了一些可能的原因,如表.請根據(jù)同學們的猜想,在表中寫出對位的電壓表和電流表的示數(shù)情況(以下四空均選填“有示數(shù)”或“無示數(shù)”)
猜想電壓表
示數(shù)情況
電流表
示數(shù)情況
燈泡斷路有示數(shù)無示數(shù)
燈泡短路無示數(shù)有示數(shù)
(3)故障排除后,同學們移動滑動變阻器的滑片,記錄多組小燈泡兩端不同的電壓及對應(yīng)的通過小燈泡的電流值,根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標紙上繪制出了通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖象(如圖2所示).分析圖象可知小燈泡正常工作時的燈絲電阻為10Ω
(4)從圖象還可以看出,小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸變大(選填“變大”或“變小”)
(5)該實驗的整套裝置還可以用于以下哪個實驗,B(選填“A”或“B”)
A.探究電流與電壓的關(guān)系       B.探究電阻大小與哪些因素有關(guān).

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

7.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變.當僅電鍵S閉合后,發(fā)現(xiàn)只有一個電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),已知電路中電阻R1、變阻器R2中僅有一個出現(xiàn)了故障.
①電路中故障可能發(fā)生在R1;(選填“R1”或“R2”)
②接著,向右移動變阻器R2的滑片P,只觀察到一個電表的示數(shù)發(fā)生了變化,則故障的種類是短路.(選填“短路”或“斷路”)

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

8.科學研究表明:金屬桿受到拉力會伸長,在一定范圍內(nèi),金屬桿的伸長與它受到的拉力成正比.現(xiàn)有一金屬桿L,長為4m,橫截面積為0.5cm2,實際使用時要求金屬桿受到拉力后的仲長不超過0.4cm.由于直接對這一金屬桿測試有困難,故選用同種材料制成的樣品進行測試,測試時樣品所受的拉力始終為1200N.通過測試取得數(shù)據(jù)如下表:
長度l/m橫截面積S/cm2伸長△l/cm
10.050.16
20.050.32
10.100.08
40.100.32
40.200.16
請分析表中數(shù)據(jù),回答下列問題:
(1)在對樣品進行測試時,采用如圖所示的裝置.這樣設(shè)計的優(yōu)點是將微小伸長(形變)放大,便于觀察.
(2)分析樣品測試數(shù)據(jù)可知,金屬桿伸長的長度還跟長度和橫截面積有關(guān).
(3)金屬桿L能夠承受的最大拉力為7500N.

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