《2025年新课程学习与测评单元双测九年级物理全一册人教版》

24. （9 分）小天搜集到某货车（如图 24）的一些数据如下表所示。如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶 100 km，货车受到的阻力是车重的 $\frac{1}{10}$，g 取 10 N/ kg，那么在此过程中：

（1）该货车的牵引力是多大？牵引力所做的功是多少？
（2）所耗燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该货车发动机的效率是多少？

答案： 24.(9分)解：
(1)满载货物时货车的总质量为
$m = m_{车}+m_{货}=1.5t + 2.5t = 4t = 4×10^{3}kg$
则此时货车的总重力为
$G = mg = 4×10^{3}kg×10N/kg = 4×10^{4}N \cdots\cdots\cdots\cdots(1分)$
由题意知，货车受到的阻力为
$f = \frac{1}{10}G = \frac{1}{10}×4×10^{4}N = 4×10^{3}N \cdots\cdots\cdots\cdots(1分)$
因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶，所以该货车的牵引力为
$F = f = 4×10^{3}N \cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots(1分)$
牵引力所做的功为
$W = Fs = 4×10^{3}N×100×10^{3}m = 4×10^{8}J \cdots\cdots(2分)$
(2)由表格数据可知，货车满载行驶$100km$的耗油量为$25L$，即货车行驶$100km$消耗燃油的体积为
$V_{燃油}=25L = 25dm^{3}=0.025m^{3}$
由$\rho=\frac{m}{V}$得，消耗燃油的质量为
$m_{燃油}=\rho_{燃油}V_{燃油}=0.8×10^{3}kg/m^{3}×0.025m^{3}=20kg \cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots(1分)$
燃油完全燃烧放出的热量为
$Q_{放}=m_{燃油}q_{燃油}=20kg×4.6×10^{7}J/kg = 9.2×10^{8}J \cdots\cdots\cdots\cdots(1分)$
(3)该货车发动机的效率为
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=\frac{4×10^{8}J}{9.2×10^{8}J}\approx43.5\% \cdots\cdots\cdots\cdots(2分)$