Question

2010年春，我市部分县区发生严重旱灾，某校师生饮水困难．抗旱突击队在离学校6千米远处探测到有地下水源，经努力挖掘，在离地面10米深处挖到水源．突击队用柴油机带动抽水机将水抽上来，用汽车运往学校，整套抽水设备的效率是10%．
（柴油的热值：q_柴油=4.3×10⁷J/kg）
（1）汽车从水源处将水运到学校用时10分钟，问汽车的平均速度为多少米/秒？
（2）抽水机将质量为20吨的水抽到地面所做的有用功是多少焦？消耗多少千克柴油？

Answer 1

解：（1）汽车的平均速度：=．
（2）质量为20t的水的重力：G=m_水g=20×10³kg×10N/kg=2×10⁵N．
抽水机所做的有用功：W_有=Gh=2×10⁵N×10m=2×10⁶J
由η=
可得==2×10⁷J．
Q=W_总
由 Q=qm，得 m_柴油=．
答：汽车的平均速度为10m/s，有用功为2×10⁶J，燃烧柴油的质量为0.47kg．
分析：（1）已知离学校的距离和所用时间，根据公式可求平均速度．
（2）已知水的质量和被提升的高度，根据公式W=Gh可求抽水机做的有用功．已知整套抽水设备的效率，根据公式η=可求抽水设备的总功，总功就等于完全燃烧柴油释放的能量，根据此等式可求燃烧柴油的质量．
点评：本题考查知识面很广，有速度、质量、有用功、总功、机械效率、热值等的计算，实际是考查公式的灵活应用能力．同时也告诉学生要注意节约用水．