Question

上海國(guó)際一級(jí)方程式賽車場(chǎng)呈“上”字造型，賽道總長(zhǎng)約5.4公里，擁有14個(gè)不同轉(zhuǎn)彎半徑的彎道和9種不同組合的賽道。賽車比賽中，車手要不斷改變賽車的速度和運(yùn)動(dòng)方向。賽車比賽精彩激烈、難度大、科技含量高。
（1）為了保證比賽的安全，賽場(chǎng)安排了巡警，如圖是巡警所用的某品牌電動(dòng)巡邏車，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示。已知該電動(dòng)巡邏車在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04倍，設(shè)該電動(dòng)機(jī)能把電能全部用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功。總質(zhì)量為220kg的四名巡警乘坐該車，在水平路面上以額定功率勻速行駛10min。求：

①電動(dòng)機(jī)消耗了多少電能？
②巡邏車通過(guò)了多少路程？
③若輪胎與地面的總接觸面積是9×10^-2m²，巡邏車停止時(shí)，人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？（g取10 N/kg）
（2）賽車運(yùn)動(dòng)對(duì)汽車工業(yè)的促進(jìn)作用很大，為節(jié)約能源．目前汽車剎車器均采用油壓制動(dòng)。油壓制動(dòng)剎車時(shí)消耗的機(jī)械能以內(nèi)能形式排放掉，形成能源的浪費(fèi)。現(xiàn)有一種汽車再生制動(dòng)器，能把汽車剎車制動(dòng)時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲(chǔ)存起來(lái)，有效地利用了能量。將汽車正常行駛時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，直至汽車停止的過(guò)程中，通過(guò)再生制動(dòng)器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率稱為儲(chǔ)能效率。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，汽車再生制動(dòng)器相當(dāng)于          。（電動(dòng)機(jī)/汽油機(jī)/發(fā)電機(jī)）
（3）某次測(cè)試過(guò)程中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，分別測(cè)出開啟和關(guān)閉再生制動(dòng)器兩種情況下，汽車通過(guò)的路程s與對(duì)應(yīng)的速度大小v，計(jì)算出動(dòng)能E_k，作出E_k-s圖像，如圖。可以看出，開啟再生制動(dòng)器進(jìn)行測(cè)試的圖線是①、②中的_______，該次測(cè)試中儲(chǔ)能效率為______。

Answer 1

（1）①1.8×10⁶J   （1分） ②5000m （1分）③1×10⁵Pa   （2分，公式1分，過(guò)程和結(jié)果1分）
（2）發(fā)電機(jī)  （3）②   60%

試題分析：（1）①W=Pt=3000W×10×60S=1.8×10⁶J     （1分）
②F=f_阻=0.04G=0.04（m_車+m_人）g=0.04×（680Kg+220Kg）×10N/Kg=360N   （1分）
S=W/F=1.8×10⁶J/360N=5000m                                      （1分）
③p=F/S=9000N/9×10^-2m²=1×10⁵Pa                  （2分，公式1分，過(guò)程和結(jié)果1分）
（2）根據(jù)題中“把汽車剎車制動(dòng)時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲(chǔ)存起來(lái)”判斷：汽車再生制動(dòng)器相當(dāng)于發(fā)電機(jī)；
（3）根據(jù)圖像信息判斷，②圖線動(dòng)能減小快，通過(guò)距離短，說(shuō)明開啟了再生制動(dòng)器；
從圖中兩次開始減速到停止的距離來(lái)看，關(guān)閉再生制動(dòng)器前進(jìn)了10m，開啟再生制動(dòng)器前進(jìn)了4m，相比減小了，也就是有60%的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了電能，所以儲(chǔ)能效率為60%。
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功、速度、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，會(huì)識(shí)圖、能從圖象得出相關(guān)信息結(jié)合汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后的能量轉(zhuǎn)化情況分析是本題的關(guān)鍵．