洒水车(图1),由汽车地盘、进出水系统和罐体构成.根据不同的使用环境和目的有多种喷洒和运水功能.有的洒水车还配备了大功率专用洒水泵,可实现前冲后洒、侧喷(花洒)、带高

发布时间:2020-07-29 14:28:35

洒水车(图1),由汽车地盘、进出水系统和罐体构成.根据不同的使用环境和目的有多种喷洒和运水功能.有的洒水车还配备了大功率专用洒水泵,可实现前冲后洒、侧喷(花洒)、带高位花洒等.有一辆洒水车自身重量为m吨,罐体有效容积为V米3,流量为V0米3/小时.一次装满水去某地执行任务,到达目的地后,洒水泵以p千帕的压强将罐体中的水全部喷射出来,然后立刻原路返回出发地(设在执行任务中该车一直以速度v千米/小时匀速行驶,匀速行驶中所受阻力是洒水车总重的0.03倍,水的密度为ρ千克/米3).请完成下列有关分析和计算:
(1)洒水车装满水匀速行驶时,牵引力是多大?
(2)洒水泵的功率是多大?
(3)若已知从出发到目的地所用时间为t1,洒水所用时间为t2,请在图2中画出从出发到返回出发地地整个过程中洒水车输出功率随时间t变化关系的图象.

网友回答

解:(1)洒水车满载时的重力:
G总=(m车+m水)g=(m×103+ρV)g,
洒水车满载时受到的阻力:
f=0.03G=0.03×(m×103+ρV)g,
∵汽车匀速直线运动,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
∴F牵=f=0.03×(m×103+ρV)g;
(2)设出水口的横截面积为S,在时间t内从出水口喷出的水柱长度为L,
P=====;
(3)从出发到目的地汽车的输出功率:
P=F牵v车=0.03×(m×103+ρV)g×=,
到达目的地洒水时,汽车中水的质量减小,受到的阻力减小,牵引力减小,输出功率减小,
洒完水后返回的时间为t1+t2,
此时车受到的牵引力F′=f′=0.03×m×103×g,
汽车的输出功率P′=F′v车=0.03×m×103×g×=,故图象如下所示:

答:(1)洒水车装满水匀速行驶时,牵引力是0.03×(m×103+ρV)g;
(2)洒水泵的功率是;
(3)从出发到返回出发地地整个过程中洒水车输出功率随时间t变化关系的图象如上图所示.

解析分析:(1)先根据和G=mg和题意求出洒水车装满水匀速行驶时受到的阻力,再根据二力平衡条件求出牵引力的大小;(2)设出水口的横截面积为S,在时间t内从出水口喷出的水柱长度为L,根据F=pS求出出水口水受到的压力,根据W=FL求出功,利用P=求出洒水泵的功率;(3)先根据P=Fv求出汽车满载时的输出功率,然后分析汽车洒水时输出功率的变化,再根据二力平衡条件和P=Fv求出汽车洒完水后汽车的输出功率即可做出图象,要注意三者的时间关系.

点评:本题考查了重力公式、压强公式、做功公式、功率公式和二力平衡条件的应用,涉及的知识点较多,综合性强;关键是会分析整个过程中汽车输出功率的变化,计算过程还要注意单位的换算.
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