Question

17．如图所示是我市中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能符合校车12项安全标准．中考期间，××中学的学生乘坐这种新型安全校车到10km外的考点参加考试．
（1）若校车行驶的平均速度为40km/h，求送考过程中所用的时间；
（2）若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m²，求校车对水平路面的压强；（g取10N/kg）
（3）若校车以12m/s的速度在一段平直路面是匀速行驶，校车受到的牵引力是4500N，求校车发动机牵引力的功率．
（4）若此校车平均耗油量为15L/100km（每行驶100km耗油15L），考试时间2天，校车共来回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）已知校车行驶的路程和平均速度，根据速度公式求出所用的时间；
（2）校车对水平面上的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据公式p=$\frac{F}{S}$求出对水平路面的压强；
（3）已知牵引力和校车匀速行驶的速度，根据P=Fv求出校车发动机牵引力的功率；
（4）已知校车一次送考通过的路程和来回的次数，可求出校车通过的总路程；又知道校车的平均耗油量，据此求出总共消耗柴油的体积；最后根据密度公式求出总共消耗柴油的质量．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，送考过程中所用的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10km}{40km/h}$=0.25h=15min；
（2）校车对水平路面的压力：
F=G=mg=9000kg×10N/kg=9×10⁴N；
校车对水平路面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{9×1{0}^{4}N}{0.15{m}^{2}}$=6×10⁵Pa；
（3）校车匀速运动的速度v′=12m/s，
则校车发动机牵引力的功率：
P=F_牵v′=4500N×12m/s=5.4×10⁴W；
（4）由题可知，校车一次送考通过的路程s=10km，
则校车来回8次通过的总路程：s_总 =8×10km=80km；
已知此校车平均耗油量为15L/100km（每行驶100km耗油15L），
则校车总共消耗柴油的体积：
V=80km×$\frac{15L}{100km}$=12L=0.012m³；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，总共消耗柴油的质量：
m=ρV=0.85×10³kg/m³×0.012m³=10.2kg．
答：（1）送考过程中所用的时间为15min；
（2）校车对水平路面的压强为6×10⁵Pa；
（3）校车发动机牵引力的功率为5.4×10⁴W；
（4）校车共来回8次，共用柴油10.2kg．

点评 本题是一道力学综合题，考查了学生对速度公式、重力公式、压强公式、功率公式和密度公式的掌握情况，难点是对校车平均耗油量的理解．