Question

7．伴隨著“環(huán)保低碳、節(jié)能減排”的生活新理念，太陽(yáng)能汽車(chē)應(yīng)運(yùn)而生．（如圖所示）太陽(yáng)能汽車(chē)牽引力的功率約為1500W，車(chē)輪與地面的接觸總面積為0.1m²．當(dāng)汽車(chē)與人的總質(zhì)量為1000kg時(shí)，該車(chē)以54km/h的速度沿直線勻速行駛了30min．（g=10N/kg）
（1）太陽(yáng)能汽車(chē)在工作時(shí)，先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后再轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的機(jī)械能．
（2）請(qǐng)計(jì)算該車(chē)30min行駛的路程．
（3）請(qǐng)計(jì)算該車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)．
（4）請(qǐng)計(jì)算該車(chē)行駛過(guò)程中受到的阻力．

Answer 1

分析 （1）太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，太陽(yáng)能汽車(chē)在工作時(shí)，電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）已知速度與行駛時(shí)間，由速度公式的變形公式可以求出汽車(chē)的路程．
（3）求出汽車(chē)對(duì)地面的壓力，然后由壓強(qiáng)公式求出汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（4）功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，由P=Fv的變形公式求出牽引力，然后由平衡條件求出汽車(chē)受到的阻力．

解答 解：
（1）太陽(yáng)能汽車(chē)是靠太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)的，太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后太陽(yáng)能汽車(chē)消耗電能產(chǎn)生動(dòng)力，將電能轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的機(jī)械能，使汽車(chē)運(yùn)動(dòng)．
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，
汽車(chē)的路程s=vt=54km/h×0.5h=27km；
（3）汽車(chē)對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=1000kg×10N/kg=1×10⁴N，
汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$═1×10⁵Pa；
（4）汽車(chē)速度v=54km/h=15m/s，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，
汽車(chē)的牽引力F=$\frac{P}{v}$$\frac{1500W}{15m/s}$=100N，
汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件可得：阻力f=F=100N．
答：
（1）電；機(jī)械；
（2）30min行駛的路程為27km；
（3）對(duì)路面的壓強(qiáng)為1×10⁵Pa；
（4）行駛過(guò)程中受到的阻力為100N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了太陽(yáng)能汽車(chē)工作時(shí)能的轉(zhuǎn)化、求路程、壓強(qiáng)、阻力等問(wèn)題，應(yīng)用速度公式、壓強(qiáng)公式、功率公式即可正確解題．