小明一次從網(wǎng)上看到一篇報(bào)道,說國(guó)外發(fā)明了一種完全以太陽能電池為能源的汽車,這種汽車安裝一只8m2的太陽能電池板,最高時(shí)速能達(dá)到72km/h.他覺得有點(diǎn)懷疑,于是從網(wǎng)上查到的一些相關(guān)數(shù)據(jù):在晴朗的白天,地球表面每平方米能接收到太陽輻射的功率為1kW,太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為15%.假設(shè)一輛太陽能電池車的質(zhì)量約為750kg,車輛行駛過程中的平均阻力約為車重的0.02倍.請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù),求:
(1)這種太陽能汽車2小時(shí)所能行駛的路程;
(2)這段時(shí)間內(nèi)太陽能電池板能獲取的能量;
(3)通過計(jì)算分析一下這篇報(bào)道的真實(shí)性.(g取10N/kg)
分析:(1)知道速度和時(shí)間,根據(jù)公式v=
s
t
求出行駛的路程;
(2)在晴朗的白天,地球表面每平方米能接收到太陽輻射的功率為1kW,可以求出8m2的太陽能電池板在2h內(nèi)獲取的能量;
(3)把太陽能的轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的多少和電池車做功的多少進(jìn)行比較即可得到結(jié)論.
解答:已知:太陽能電池板面積S=8m2,太陽輻射的功率為P′=1kW,最高時(shí)速v=72km/h.轉(zhuǎn)化效率最高約為η=15%,太陽能電池車的質(zhì)量m=750kg,平均阻力f=0.02G,時(shí)間t=2h=7200s.
求:(1)太陽能汽車2小時(shí)所能行駛的路程s=?;(2)太陽能電池板能獲取的能量W=?.
解:(1)∵v=
s
t

∴太陽能汽車2小時(shí)所能行駛的路程:
s=vt=72km/h×2h=144km=1.44×105m;
(2)∵在晴朗的白天,地球表面每平方米能接收到太陽輻射的功率為1kW,
∴8m2的太陽能電池板能接收到太陽輻射的功率為P=8×1kW=8kW=8000W,
∴太陽能電池板能獲取的能量:
W=Pt=8000W×7200s=5.76×107J;
(3)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化的機(jī)械能:
W1=5.76×107J×15%=8.64×106J,
太陽能電池車的重力G=mg=750kg×10N/kg=7500N,
車輛行駛過程中的平均阻力(即車的牽引力):F=f=0.02G=0.02×7500N=150N,
車輛行駛兩小時(shí)做的功:W2=Fs=150N×1.44×105m=2.16×107J,
W1<W2,所以,獲取的太陽能根本不可能供電池車行駛2小時(shí),報(bào)道不真實(shí).
答:(1)太陽能汽車2小時(shí)所能行駛的路程1.44×105m;
(2)這段時(shí)間內(nèi)太陽能電池板能獲取的能量5.76×107J;
(3)獲取的太陽能根本不可能供電池車行駛2小時(shí),報(bào)道不真實(shí).
點(diǎn)評(píng):本題考查速度、功和功率的計(jì)算,關(guān)鍵是公式的變形及其應(yīng)用,主要告訴我們太陽能對(duì)我們的作用,它是環(huán)保能源.
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

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(1)這種太陽能汽車2小時(shí)所能行駛的路程;
(2)這段時(shí)間內(nèi)太陽能電池板能獲取的能量;
(3)通過計(jì)算分析一下這篇報(bào)道的真實(shí)性.(g取10N/kg)

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(2)這段時(shí)間內(nèi)太陽能電池板能獲取的能量;
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科目:初中物理 來源:2012年江蘇省揚(yáng)州一中中考物理模擬試卷(九)(解析版) 題型:填空題

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