在青海玉树抗震救灾清理废墟过程中,解放军部队某战士用 144kW(如图 ) 的铲车开足马力工作.若铲车用5s匀速推进了3m,然后将4t 的建筑废料举高3m装车运 走,整个过程是连续的,若q柴=3×107 J/kg,g=10N/kg,求:
(1)在推土过程,铲车受到的阻力为多少?
(2)铲车在水平推进和举高废料的过程中共做功多少?
(3)若铲车是柴油机,柴油完全燃烧释放能量的用来做有用功,则整个过程需要多少kg柴油?
解:(1)W1=Pt=144000W×5s=7.2×105J,
F===2.4×105N,
∵匀速推动,
∴阻力f=F=2.4×105N,
(2)举高废料做的功:
W2=Gh=4×103kg×10N/kg×3m=1.2×105J,
铲车在水平推进和举高废料的过程中共做功:W=W1+W2=7.2×105J+1.2×105J=8.4×105J.
(3)W是柴油机做的有用功,即W有用=8.4×105J,
柴油完全燃烧释放能量:Q=W总===2.1×106J,
柴油的质量:m===0.07kg.
答:(1)在推土过程,铲车受到的阻力为2.4×105N;
(2)铲车在水平推进和举高废料的过程中共做功8.4×105J.
(3)整个过程需要0.07kg柴油.
(1)已知功率144kW和时间5s,根据W=Pt可求出铲车在水平推进时做的功,又知通过的距离是3m,然后由F=求出推力大小,因为匀速推动,推力和阻力是一对平衡力,可知阻力大小.
(2)已知功率144kW和时间5s,根据W=Pt可求出铲车在水平推进时做的功;已知废料质量4t和举高3m,根据W′=Gh=mgh可求出举高废料做的功.两者之和就是铲车在水平推进和举高废料的过程中共做功.
(3)有铲车在水平推进和举高废料的过程中做的有用功,而柴油完全燃烧释放能量的用来做有用功,可求出柴油完全燃烧释放的能量,再有q柴=3×107 J/kg,根据Q=mq柴变形可求出柴油的质量.
点评:本题主要考查了功的计算,属于功的公式W=FS的基本运用,只要理解公式的含义:S必须是在力F的方向上通过的距离即可求解.