Question

【題目】如圖所示是一款新型四輪沙灘卡丁車，其滿載時的質量為600kg，每個車輪與沙灘接觸的面積為500cm2，卡丁車滿載時在水平沙灘上勻速直線運動，10min行駛6km，它的發動機功率恒為11.5kW。

（1）當卡丁車滿載并靜止在水平沙灘上時，它對沙灘的壓強為多少帕？

（2）此次行駛中卡丁車所受的阻力為多少牛？

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

Answer 1

【答案】（1）3×104Pa；（2）1.15×103N；（3）25%。

【解析】

（1）．卡丁車滿載時的重力為：

G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，

則卡丁車滿載時對水平地面的壓力為：

F＝G＝6000N。

卡丁車受力面積為：

S＝4×500cm2＝2000cm2＝0.2m2，

則卡丁車滿載時對地面的壓強為：

p＝＝＝3×104Pa。

（2）．卡丁車的行駛速度為：

v＝＝＝10m/s，

由P＝Fv得牽引力為：

F牽＝＝＝1.15×103N，

由于車勻速行駛，牽引力與阻力是一對平衡力，則卡丁車所受的阻力為：

f＝F牽＝1.15×103N。

（3）．卡丁車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；

則卡丁車汽油機的效率為：

η＝＝＝25%。

答：（1）．當卡丁車滿載并靜止在水平沙灘上時，它對沙灘的壓強為3×104Pa；

（2）．此次行駛中卡丁車所受的阻力為1.15×103N；

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