Question

【題目】為了凈化虎林市區空氣，環衛工人每天清晨都駕駛灑水車對市區道路灑水（如右圖）。下表是某灑水車的相關數據。已知水的密度為1.0×103kg/m3，汽油的燃燒值為4.6×107J／kg，取g=10N/kg。請根據題意解答下列問題：

空車質量	水罐容積	裝滿水時車輪與地面的總接觸面積	額定功率
5t	4m3	0.6 m2	120kW

（1）若該灑水車的發動機是汽油機，發動機工作時哪個沖程將內能轉化為機械能？燃燒0.5kg汽油能產生多少熱量？

（2）該灑水車裝滿水時對地面的壓強為多少？

（3）該灑水車在水平路面上以額定功率勻速行駛5000m用時10min，試計算此過程汽車所受到的阻力大小。

Answer 1

【答案】（1）做功沖程 2.3×107J ；（2）1.5×105Pa；（3）f=F

【解析】(1)汽油機的一個工作循環包括：吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程；做功沖程是高溫高壓的燃氣對活塞做功完成的，是將內能轉化為機械能的過程。燃燒0.5kg汽油產生的熱量：Q＝m汽油q＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；(2)由ρ＝可知,裝滿水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4m3＝4×103kg，汽車和水的總重：G總＝G車+G水＝(m車+m水)g＝(5×103kg+4×103kg)×10N/kg＝9×104N，該灑水車裝滿水時對地面的壓力：F＝G總＝9×104N；該灑水車裝滿水時對地面的壓強：p＝＝1.5×105Pa；(3)灑水車行駛5000m用時10min，則行駛速度：v＝＝253m/s，由P＝ Fv可得牽引力：F＝ ＝1.44×104N，因為灑水車勻速行駛,所以受到的阻力：f＝F＝1.44×104N.