Question

7．太陽能汽車是靠太陽能電池提供動(dòng)力，若某太陽能汽車質(zhì)量是500kg，在平直路面上行駛速度最大可達(dá)15m/s，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02倍，一個(gè)輪胎接觸地面的面積是50cm²，則該汽車在平直路面上以最高速度行駛5min時(shí)，（g取10N/kg）
（1）太陽能汽車的重力是多少？驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的牽引力是多少？
（2）太陽能汽車克服阻力做了多少功？驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道太陽能汽車的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，根據(jù)重力和阻力的關(guān)系求出阻力大小，勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件求出驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的牽引力；
（2）知道太陽能汽車的運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出太陽能汽車運(yùn)動(dòng)的距離，又知道太陽能汽車的牽引力，根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功即為克服阻力做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率．

解答 解：（1）汽車的重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
汽車受到的阻力：
f=0.02G=0.02×5000N=100N，
因汽車進(jìn)行勻速直線運(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，驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的牽引力：
F=f=100N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，太陽能汽車5min行駛的距離：
s=vt=15m/s×5×60s=4500m，
汽車克服阻力做功：
W=Fs=100N×4500m=4.5×10⁵J，
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.5×1{0}^{5}J}{300s}$=1500W．
答：（1）太陽能汽車的重力是5000N，驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供的牽引力是100N；
（2）太陽能汽車克服阻力做了4.5×10⁵J的功，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率是1500W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、二力平衡條件、速度公式、做功公式和功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道太陽能汽車克服阻力做的功和牽引力做的功、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出的功相等．