四轮沙滩卡丁车,其满载时总重为3600N,车轮与沙滩接触的总面积为0.2m2.卡丁车满载时在水平沙滩上以10m/s的速度做匀速直线运动,它的功率为2.3×104W.(g=10N/kg)
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?
(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛?
(3)该卡丁车以汽油为燃料,若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能,则以该速度行驶10min需要燃烧多少千克的汽油?(q汽油=4.6×107J/kg)
【考点】压强的大小及其计算;功率计算公式的应用;热机的效率.
【分析】(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,对沙滩的压力和自身的重力相等,根据p=求出对地面的压强;
(2)根据P===Fv求出此次行驶中卡丁车的牵引力;
(3)利用W=Pt求出牵引力做的功,即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能,根据η=求出完全燃烧汽油放出的热量,根据Q放=mq求出完全燃烧汽油的质量.
【解答】解:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,对沙滩的压力:
F=G=3600N,
卡丁车对沙滩的压强:
p===1.8×104Pa;
(2)由P===Fv可得,此次行驶中卡丁车的牵引力:
F牵===2300N;
(3)牵引力做的功:
W=Pt=23000W×10×60s=1.38×107J,
由η=可得,完全燃烧汽油放出的热量:
Q放===5.52×107J,
由Q放=mq可得,完全燃烧汽油的质量:
m===1.2kg.
答:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为1.8×104Pa;
(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为2300N;
(3)以该速度行驶10min需要燃烧1.2kg的汽油.