Question

15．混合動(dòng)力車有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)兩套動(dòng)力系統(tǒng)，兩套動(dòng)力系統(tǒng)可以獨(dú)立為車提供動(dòng)力．有一混合動(dòng)力轎車，它的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率最高的輸出功率為P₁=50kW，當(dāng)駕駛員剎車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)保持功率P₁用于供給發(fā)電機(jī)工作，從而為電池充電，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有60%轉(zhuǎn)化為電池的電能．假設(shè)轎車在在平直公路上運(yùn)動(dòng)，所受阻力f保持不變．求：
（1）若轎車保持功率P₁以v₁=25m/s勻速行駛s₁=1000m，則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W；
（2）轎車行駛時(shí)所受阻力f的大��；
（3）轎車剎車減速持續(xù)時(shí)間t₀=5s，此過(guò)程僅存儲(chǔ)的電能用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車，若車以v₂=20m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，能行駛的距離s₂．（電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出發(fā)動(dòng)機(jī)做的功；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牽引力大小，因?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，牽引力和阻力是一對(duì)平衡力；
（3）根據(jù)題意求出轎車剎車減速時(shí)獲得的電能，再求出轎車獲得的動(dòng)能，再根據(jù)W=Fs求出行駛距離．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得轎車行駛的時(shí)間：
t=$\frac{{s}_{1}}{{v}_{1}}$=$\frac{1000m}{25m/s}$=40s；
由P=$\frac{W}{t}$得發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功：
W=P₁t=5×10⁴W×40s=2×10⁶J；
（2）因?yàn)檗I車勻速行駛，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得：
阻力：
f=F=$\frac{{P}_{1}}{{v}_{1}}$=$\frac{5×1{0}^{4}W}{25m/s}$=2000N；
（3）轎車剎車減速時(shí)獲得的電能：
W_電=P₁t₀•η₁=5×10⁴W×5s×60%=1.5×10⁵J，
轎車獲得的機(jī)械能：
W′=W_電•η₂=1.5×10⁵J×80%=1.2×10⁵J
由W=Fs得轎車能行駛的距離：
s₂=$\frac{W′}{F}$=$\frac{1.2×1{0}^{5}J}{2000N}$=60m．
答：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功2×10⁶J；
（2）轎車行駛時(shí)所受阻力f的大小2000N；
（3）能行駛的距離為60m．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)速度、功、功率、效率計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性很強(qiáng)，難度較大．