Question

太陽(yáng)能汽車(chē)是靠太陽(yáng)能電池提供動(dòng)力．若某太陽(yáng)能汽車(chē)質(zhì)量是500kg，在平直路面上行駛速度最大可達(dá)15m/s，勻速行駛過(guò)程中所受的平均阻力是車(chē)重的0.02倍，輪胎接觸地面的總面積是200cm²，則該汽車(chē)在平直路面上以最高速度勻速行駛5min時(shí)（g取10N/kg），
（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的牽引力是多少？
（2）太陽(yáng)能汽車(chē)克服阻力做了多少功？驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率是多少？
（3）該太陽(yáng)能汽車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道汽車(chē)的質(zhì)量求出汽車(chē)的重力，根據(jù)重力和阻力的關(guān)系求出阻力大小；勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件進(jìn)行判斷．
（2）知道汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間，求出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)距離，知道汽車(chē)的牽引力求出克服阻力做功多少．
知道做功多少和工作時(shí)間，根據(jù)功率公式求出功率大�。�
（3）知道汽車(chē)的重力，汽車(chē)在水平路面上，汽車(chē)對(duì)地面的壓力等于汽車(chē)的重力，知道受力面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出壓強(qiáng)大�。�
解答：解：（1）汽車(chē)的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N．
汽車(chē)受到的阻力：f=0.02×5000N=100N．
汽車(chē)進(jìn)行勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，水平方向上受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，
所以電機(jī)提供的牽引力：F=f=100N．
（2）∵v=，
∴汽車(chē)5min行駛的距離：s=vt=15m/s×300s=4500m，
汽車(chē)克服阻力做功：W=Fs=100N×4500m=4.5×10⁵J．
電機(jī)的輸出功率：P===1500W．
（3）汽車(chē)在水平地面上，汽車(chē)對(duì)水平地面的壓力：F_壓=G=5000N，
汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p===2.5×10⁵Pa．
答：（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的牽引力是100N．
（2）太陽(yáng)能汽車(chē)克服阻力做做功4.5×10⁵J．驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率是1500W．
（3）該太陽(yáng)能汽車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為2.5×10⁵Pa．
點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)汽車(chē)在水平地面上行駛，考查了重力計(jì)算、壓強(qiáng)、壓力、功率、平衡力等．包含了力學(xué)的一些重要計(jì)算．綜合性比較強(qiáng)．