10.太陽能汽車是利用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能工作的一種新型汽車.已知太陽輻射的總功率約為4×1026W,太陽到地球的距離約為1.5×1011m,假設(shè)太陽光傳播到達(dá)地面的過程中約有40%的通量損耗,某太陽能汽車所用太陽能電池板接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率約為15%.如果驅(qū)動該太陽能汽車正常行駛所需的機(jī)械功率為5kW,且其中的$\frac{1}{5}$來自于太陽能電池,則所需的太陽能電池板的面積至少約為(已知半徑為r的球體積為V=$\frac{4}{3}$πr3,球表面積為S=4πr2)( 。
A.2m2B.6m2C.8m2D.12m2

分析 設(shè)電池板的最小面積Smin,接收太陽能的功率:P=$\frac{{P}_{總}}{4π{R}^{2}}$×Smin×60%,電池板接收太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,根據(jù)能量守恒列式求解太陽能電池板的最小面積smin

解答 解:設(shè)電池板的最小面積Smin,接收太陽能的功率:
P=$\frac{{P}_{總}}{4π{R}^{2}}$×Smin×60%,
由題意有:機(jī)械功率為 P機(jī)=P×$\frac{1}{5}$
則得:P機(jī)=$\frac{{P}_{總}}{4π{R}^{2}}$×Smin×60%×$\frac{1}{5}$×15%
代入得:5000×$\frac{1}{5}$=$\frac{4×1{0}^{26}}{4×3.14×(1.5×1{0}^{11})^{2}}$×Smin×60%×15%
解得:Smin≈8m2
故選:C.

點評 本題運用平拋運動和能量守恒定律分析和解決實際問題,抓住能量是如何轉(zhuǎn)化是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
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19.如圖所示,自由下落的小球從它接觸彈簧開始到彈簧壓縮到最短過程中,小球速度、合力的變化情況是( 。
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B.合力先變小后變大,速度先變大后變小
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