Question

1．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，輪胎接觸地面的總面積是200cm²，則該汽車在平直路面上以最高速度行駛5min時（g取10N/kg）．
（1）太陽能是太陽內(nèi)部的氫原子核發(fā)生聚變（選填“聚變”或“裂變”）釋放出的核能．
（2）驅(qū)動電機(jī)提供的牽引力是多少？
（3）太陽能汽車克服阻力做了多少功？驅(qū)動電機(jī)的輸出功率是多少？
（4）該太陽能汽車對水平路面的壓強(qiáng)為多大？

Answer 1

分析 （1）太陽內(nèi)部進(jìn)行著核聚變，由氫原子核聚變成氦原子核，釋放出核能．
（2）知道汽車的質(zhì)量求出汽車的重力，根據(jù)重力和阻力的關(guān)系求出阻力大小；勻速直線運動的物體受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件求得牽引力．
（3）知道汽車的運動速度和時間，求出汽車運動距離，知道汽車的牽引力求出克服阻力做功多少．
知道做功多少和工作時間，根據(jù)功率公式求出功率大�。�
（4）知道汽車的重力，汽車在水平路面上，汽車對地面的壓力等于汽車的重力，知道受力面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出壓強(qiáng)大小．

解答 解：（1）在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫作用下發(fā)生聚變，釋放巨大的核能．
（2）汽車的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N．
汽車受到的阻力：f=0.02×5000N=100N．
汽車進(jìn)行勻速直線運動，水平方向上受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，
所以電機(jī)提供的牽引力：F=f=100N．
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，汽車5min行駛的距離：
s=vt=15m/s×300s=4500m，
汽車克服阻力做功：
W=Fs=100N×4500m=4.5×10⁵J．
電機(jī)的輸出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.5×1{0}^{5}J}{300s}$=1500W．
（4）汽車在水平地面上，汽車對水平地面的壓力：
F_壓=G=5000N，
汽車對水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{5000N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa．
答：（1）聚變；
（2）驅(qū)動電機(jī)提供的牽引力是100N．
（3）太陽能汽車克服阻力做做功4.5×10⁵J．驅(qū)動電機(jī)的輸出功率是1500W．
（4）該太陽能汽車對水平路面的壓強(qiáng)為2.5×10⁵Pa．

點評 本題通過太陽能汽車在水平地面上行駛，考查了太陽能的利用、重力計算、壓強(qiáng)、壓力、功率、平衡力等．包含了力學(xué)的一些重要計算．綜合性比較強(qiáng)．