Question

17．如圖所示是我市中小學(xué)投入使用的新型安全校車，這種校車的性能符合校車12項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)．中考期間，××中學(xué)的學(xué)生乘坐這種新型安全校車到10km外的考點(diǎn)參加考試．
（1）若校車行駛的平均速度為40km/h，求送考過程中所用的時(shí)間；
（2）若校車和學(xué)生總質(zhì)量為9000kg，車輪與地面的接觸總面積為0.15m²，求校車對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；（g取10N/kg）
（3）若校車以12m/s的速度在一段平直路面是勻速行駛，校車受到的牽引力是4500N，求校車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率．
（4）若此校車平均耗油量為15L/100km（每行駛100km耗油15L），考試時(shí)間2天，校車共來回8次，求共用柴油多少kg？（柴油的密度ρ_柴油=0.85×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）已知校車行駛的路程和平均速度，根據(jù)速度公式求出所用的時(shí)間；
（2）校車對(duì)水平面上的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；
（3）已知牽引力和校車勻速行駛的速度，根據(jù)P=Fv求出校車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率；
（4）已知校車一次送考通過的路程和來回的次數(shù)，可求出校車通過的總路程；又知道校車的平均耗油量，據(jù)此求出總共消耗柴油的體積；最后根據(jù)密度公式求出總共消耗柴油的質(zhì)量．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，送考過程中所用的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10km}{40km/h}$=0.25h=15min；
（2）校車對(duì)水平路面的壓力：
F=G=mg=9000kg×10N/kg=9×10⁴N；
校車對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{9×1{0}^{4}N}{0.15{m}^{2}}$=6×10⁵Pa；
（3）校車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v′=12m/s，
則校車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率：
P=F_牽v′=4500N×12m/s=5.4×10⁴W；
（4）由題可知，校車一次送考通過的路程s=10km，
則校車來回8次通過的總路程：s_總 =8×10km=80km；
已知此校車平均耗油量為15L/100km（每行駛100km耗油15L），
則校車總共消耗柴油的體積：
V=80km×$\frac{15L}{100km}$=12L=0.012m³；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，總共消耗柴油的質(zhì)量：
m=ρV=0.85×10³kg/m³×0.012m³=10.2kg．
答：（1）送考過程中所用的時(shí)間為15min；
（2）校車對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為6×10⁵Pa；
（3）校車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率為5.4×10⁴W；
（4）校車共來回8次，共用柴油10.2kg．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)速度公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、功率公式和密度公式的掌握情況，難點(diǎn)是對(duì)校車平均耗油量的理解．