綜合計(jì)算題（33）__力、熱綜合題

1、題型之三力、熱綜合題汽車(chē)、汽艇、飛機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械，構(gòu)建了力、熱之間的聯(lián)系，因而成為了力、熱綜合題的載體.、P=W/t、W=Fs、P=Fv、Q=q m是解題常用的公式，熱機(jī)效率仍是試題考查的重點(diǎn).（2014·威海）我國(guó)自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能.該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37 t，最大飛行高度達(dá)20 000 m，最大航行速度達(dá)2.5倍聲速（合3 060 km/h），最大載油量為10 t.飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見(jiàn)下表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1

2、042.7×1044.8×1047.5×104已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5×107 J/kg.求：（1）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10 t燃油獲得的能量是多少焦？（2）當(dāng)飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦？（3）若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以500 m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程約是多少千米？點(diǎn)撥：燃油燃燒釋放的能量可以利用公式Q=mq計(jì)算，此時(shí)飛機(jī)可做的機(jī)械功為W=Q，而W = Fs = fs.知飛機(jī)的速度v，則可從表格中獲取飛機(jī)受到的阻力f，進(jìn)而得出飛機(jī)的動(dòng)力F，再

3、利用公式P=Fv算飛機(jī)的功率.1. （2014·梅州）一輛總重為1.6×104 N的汽車(chē)在高速公路上勻速行駛了20 km.已知汽 車(chē)行駛過(guò)程所受平均阻力為1.4×103 N，車(chē)輪與地面接觸的總面積為0.08 m2，求： （1）該汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)； （2）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力在這段路程內(nèi)所做的功； （3）若在這段路程內(nèi)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣帶走的熱量為4.2×107 J.這些熱量可使多 少m3的水溫度升高50 .水的比熱容c水=4.2×103 J/（kg· ）.2. （2013·河南）在城鄉(xiāng)建設(shè)中，推土機(jī)發(fā)揮著

4、巨大的作用.如圖為某型號(hào)履帶式推土機(jī)，額定功率為2.0×105 W.請(qǐng)回答并計(jì)算： （1）推土機(jī)安裝履帶，是為了在松軟的土地上作業(yè)時(shí)_；當(dāng)推土機(jī)在濕滑的土地上作業(yè)時(shí)，履帶上凸出的棱則起到_的作用.（2）當(dāng)推土機(jī)在平直場(chǎng)地上以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，在1 min內(nèi)勻速前進(jìn)了120 m，求推土機(jī)受到的阻力.（3）若推土機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%，工作一段時(shí)間消耗柴油50 L，求此過(guò)程中推土機(jī)做的功.已知柴油的密度為0.8×103 kg/m3，熱值為4.0×107 J/kg.3. （2014·云南）如圖是根據(jù)某小汽車(chē)在一段平直的路面上行駛的時(shí)間通過(guò)的路程繪制的示意

5、圖.（1）判斷圖中小汽車(chē)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是做變速直線運(yùn)動(dòng)；（2）求圖中小汽車(chē)全程的平均速度；（3）若小汽車(chē)以20 kW的功率行駛10 min消耗汽油1 kg，已知汽油的熱值q=4.6×107 J/kg，求小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.4. 某快艇使用的汽油熱值約為4.6×107J/kg，密度約為0.7×103 kg/m3，油箱容積為50 L，它在水中勻速航行時(shí)所受的阻力f=1 400 N，求：（1）如果把油箱裝滿，則汽油的質(zhì)量是多少？（2）若快艇勻速行駛46 km，則牽引力所做的功是多少？（3）若快艇勻速行駛46 km耗油8 L，則發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少？5. 如圖為瀘州市某風(fēng)

6、景區(qū)山中的一段盤(pán)山公路照片.以汽油為燃料的觀光汽車(chē)沿該盤(pán)山公路（盤(pán)山公路近似處理為斜面）以10 m/s的速度勻速行駛，經(jīng)過(guò)900 s從山腳到達(dá)山頂；汽車(chē)上山時(shí)沿路面獲得的牽引力恒為9.2×103 N.已知汽油完全燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)化為汽車(chē)牽引力做功的效率為30%，汽油熱值q=4.6×107 J/kg，求：（1）汽車(chē)上山時(shí)牽引力的功率為多大.（2）汽車(chē)從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油.6. （2014·呼和浩特）2013年CYCC中國(guó)房車(chē)錦標(biāo)賽分站賽于7月5日至7月7日在鄂爾多斯國(guó)際賽車(chē)場(chǎng)舉行.某一型號(hào)的房車(chē)在一段平直公路上勻速行駛了56 km，用時(shí)半小時(shí)，車(chē)的總質(zhì)量

7、為3×103 kg，受到的阻力為車(chē)重的.求：（1）該房車(chē)的行駛速度；（2）該房車(chē)牽引力所做的功；（3）已知這一過(guò)程消耗燃油1.5×10-2 m3，則熱機(jī)在這一過(guò)程中消耗的總能量為多少？（假設(shè)燃油完全燃燒，燃油密度為0.8×103 kg/m3，燃油熱值q為4.5×107 J/kg）；（4）若將該房車(chē)改裝成純電動(dòng)汽車(chē)，則可使二氧化碳排放量由每消耗1 kg汽油排放2.2 kg二氧化碳降為零.已知改裝后的房車(chē)每行駛一百公里能耗為160kW·h，則該房車(chē)的效率.7. （2014·宜賓）已知××型汽車(chē)的質(zhì)量M=1 200 kg

8、，汽車(chē)的額定功率P=40 kW.一般情況下，駕駛員酒后的反應(yīng)時(shí)間（從發(fā)現(xiàn)情況到開(kāi)始制動(dòng)所需的時(shí)間）比正常時(shí)慢了0.10.5 s，易發(fā)生交通事故.下表格為駕駛員守則中駕駛員在不同車(chē)速時(shí)所對(duì)應(yīng)的正常反應(yīng)距離（汽車(chē)在正常反應(yīng)時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離）的表格：車(chē)速v（km/h）406080反應(yīng)距離s（m）57.510（1）假設(shè)汽車(chē)在水平路面上以額定功率勻速行駛時(shí)間t1=15 min，速度大小v1=72 km/h，消耗汽油的質(zhì)量m=2 kg，求該汽車(chē)受到阻力大小和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；（g取10 N/kg，q汽油=4.5×107J/kg）（2）請(qǐng)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，計(jì)算駕駛員的正常反應(yīng)時(shí)間.題型之三力、熱綜合題

9、例3（1）燃燒10 t燃油放出的熱量Q=mq=10×103 kg×5×107J/kg=5×1011 J.（2）由表格可知，飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時(shí)，受到的阻力f1=4.8×104 N，可見(jiàn)其輸出功率P1=F1v1=f1v1=4.8×104 N×400 m/s=1.92×107W.（3）飛機(jī)加滿油，能做的機(jī)械功W=Q=5×1011 J×40%=2×1011 J；由表格可知，飛機(jī)以500 m/s的速度巡航時(shí)，受到的阻力f2=7.5×104 N，則其航行的距離s=W/F2=

10、 W/f2=2×1011 J/（7.5×104 N）2 666.7 km.針對(duì)訓(xùn)練1.（1）壓強(qiáng)p=F/S=1.6×104 N/0.08 m2=2×105 Pa（2）發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W=Fs=1.4×103 N×20×103 m=2.8×107 J（3）水的質(zhì)量m=Q吸/（ct）=4.2×107 J/4.2×103 J/（kg·）×50 =200 kg水的體積V=m/=200 kg/(103 kg/m3)=0.2 m32.(1)減小壓強(qiáng)增大摩擦（2）推土機(jī)做功W=Pt=Fs則牽

11、引力F=Pt/s=2.0×105 W×60 s/120 m=1.0×105 N由于推土機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)，則推土機(jī)受到的阻力Ff=1.0×105 N（3）消耗的柴油質(zhì)量m=V=0.8×103 kg/m3×50×10-3 m3=40 kg柴油完全燃燒放出的熱量Q=mq=40 kg×4.0×107J/kg=1.6×109 J根據(jù)=W/Q×100%可得推土機(jī)做的功W=Q=1.6×109 J×40%=6.4×108 J3.（1）小汽車(chē)做變速直線運(yùn)動(dòng)（2）小汽車(chē)全程的平均速

12、度是v=s/t=1 200 m/40 s=30 m/s（3）P=20 kW=2×104 W,t=10 min=600 s發(fā)動(dòng)機(jī)做的功W=Pt=2×104 W×600 s=1.2×107 J1 kg汽油放出的熱量是Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J=W/Q放=1.2×107/4.6×107 J26.09%4.（1）m=V=0.7×103 kg/m3×0.05 m3=35 kg（2）W=Fs= fs=1 400 N×4.6×104 m=6

13、.44×107 J（3）m1=V1=0.7×103 kg/m3×0.008 m3=5.6 kgQ放=m1q=5.6 kg×4.6×107Jkg=2.576×108 J= W/Q放=6.44×107 J/（2.576×108 J）=25%5.（1）s=vt=10 m/s×900 s=9×103 mW牽=Fs=9.2×103 N×9×103 m=8.28×107 J牽引力的功率P=W牽/t=8.28×107 J/900 s=9.2×104

14、W（2）汽油完全燃燒釋放的熱量Q=W牽 /=8.28×107 J/30%=2.76×108 J消耗汽油的質(zhì)量m=Q/q=2.76×108 J/4.6×107J/kg=6 kg.6.（1）v=s/t=56 km/0.5 h=112 km/h（2）W有=Fs=110mgs=110×3×103 kg×10 N/kg×56×103 m=1.68×108 J（3）W總=mq=Vq=0.8×103 kg/m3×1.5×10-2 m3×4.5×107 J/kg=5.4×108 J（4）=W有/W總=1.68×108 J/(160×56/100×3.6×106 J)=52%7.（1）牽引力做的功為W=Pt=40×103 W×15×60 s=3.6×107 J汽車(chē)