Question

20．某品牌太陽能汽車如圖甲所示，通過電池板收集太陽能，玻璃采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成，車身輕便靈活．

（1）若該車身的材料要求強度高且輕便，則表中最理想的材料是碳纖維．

材料	錳鋼	鋁合金	鈦合金	碳纖維
性能（強度）	強	較弱	較強	強
密度/kg•m-1	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

（2）若該車質(zhì)量是400㎏，車上載有人和物品質(zhì)量共為100㎏，車輪與地面的總接觸面積為2.0×10^-2m²，g取10N/kg，該汽車靜止時在水平地面時對地面的壓強為多少？
（3）若該汽車以最大輸出功率P為800W，在水平路面上作勻速直線運動，一段時間后再將功率減小到P₁，并保持此功率做勻速直線運動．上述運動過程的速度-時間圖象如圖乙所示．設運動過程中汽車所受阻力不變，求汽車受到的阻力和功率P₁的大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中材料的性能進行分析判斷；
（2）水平面上的物體，對水平面的壓力大小等于物體自身重力，由p=$\frac{F}{S}$解題；
（3）先根據(jù)圖乙讀出開始做勻速直線運動的速度和減小功率后的速度，然后根據(jù)P=Fv求出牽引力，再根據(jù)二力平衡求出阻力，最后根據(jù)P=Fv求出P₁．

解答 解：（1）若該車身的材料要求強度高且輕便，則根據(jù)表中信息可知，碳纖維性能最強，密度最小，因此最理想的材料是碳纖維；
（2）汽車靜止時對地面的壓力：F=G_總=m_總=（m_車+m_物）g=（400kg+100kg）×10N/kg=5000N；
汽車靜止時對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5000N}{2.0×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa；
（3）根據(jù)圖乙可知，當汽車以最大功率勻速行駛時速度為10m/s；
當汽車以P₁的功率勻速行駛時，速度為8m/s；
由二力平衡條件和P=Fv可知，汽車受到的阻力：f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{800W}{10m/s}$=80N；
P₁=Fv′=80N×8m/s=640W．
答：（1）碳纖維；
（2）汽車對水平地面的壓強為2.5×10⁵Pa；
（3）汽車受到的阻力為80N；功率P₁為640W．

點評 本題是一道綜合題，涉及的知識點很多，但難度不大，認真審題，應用相關知識點即可正確解題．