Question

如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500cm²，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10min行驶6km，它的发动机功率恒为11.5kW。

（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）此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？

（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6kg，求该卡丁车汽油机的效率。（q_汽油＝4.6×10⁷J/kg）

Answer

（1）3×104Pa；（2）1.15×103N；（3）25%。

【解析】

（1）．卡丁车满载时的重力为：

G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，

则卡丁车满载时对水平地面的压力为：

F＝G＝6000N。

卡丁车受力面积为：

S＝4×500cm2＝2000cm2＝0.2m2，

则卡丁车满载时对地面的压强为：

p＝＝＝3×104Pa。

（2）．卡丁车的行驶速度为：

v＝＝＝10m/s，

由P＝Fv得牵引力为：

F牵＝＝＝1.15×103N，

由于车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，则卡丁车所受的阻力为：

f＝F牵＝1.15×103N。

（3）．卡丁车在这次行驶中消耗汽油0.6kg完全燃烧放出的热量为：

Q=mq=0.6kg×4.6×107J/kg=2.76×107J；

卡丁车在这次行驶中牵引力做的功为：

W=Fs=1.15×103N×6000m=6.9×106J；

则卡丁车汽油机的效率为：

η＝＝＝25%。

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3×104Pa；

（2）．此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N；

（3）．该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油06kg，卡丁车汽油机的效率为25%。