【題目】如圖所示的新型小艇,由鋪滿船面的光伏太陽能板提供工作能源,依賴太陽能進(jìn)行環(huán)球旅行.

小艇上太陽能光伏板面積約為500m2,在陽光的照射下,通過太陽能板可以獲得100kW的電量.

這種小艇有兩個(gè)相同的引擎,僅需20kW的電量驅(qū)動(dòng)單引擎,就能以18km/h的速度勻速行駛.用40kW的電量驅(qū)動(dòng)雙引擎,小艇勻速行駛的速度高達(dá)30km/h.

這種小艇采用密度較小,硬度大的新型材料制造,自重僅為9×104N,滿載的排水量為60t.

(1)太陽能光伏板工作時(shí),是________能轉(zhuǎn)化為_________能.

(2)這種小艇滿載漂浮在海面上時(shí),受到浮力是_________N.空載漂浮在海面上,排開海水的體積是_________m3.(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

(3)如果每天陽光照射太陽能電池板的時(shí)間為10h,獲得的電能約為____________kW·h.這些電能相當(dāng)于完全燃燒_______kg的焦炭釋放的能量.(焦炭的熱值取3.0×107J)

(4)若引擎的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%.試求用20kW的電量驅(qū)動(dòng)單引擎時(shí),小艇受到的阻力為__________N.

【答案】 太陽(或光) 6×105 9 1000 120 3200N

【解析】(1)太陽能電池在工作時(shí),消耗光能產(chǎn)生電能,故是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;

(2)∵G=mg=6×104kg×10N/kg=6×105N

據(jù)阿基米德原理知,此時(shí)船滿載時(shí)受浮力:

F=G=6×105N;

當(dāng)空載時(shí),由于輪船漂浮

F=G=ρgV=9×104N

(3)太陽光照射一天(日照時(shí)間為10h)可獲得電能是W=Pt=100kW×10h=1000kWh=3.6×109J

據(jù)公式Q=mq可得;

(4)P′=P×80%=20kW×80%=16000W, ,且v=18km/h=5m/s

∴牽引力: ,

∵汽車勻速行駛,

f=F=3200N.

(5)小艇所受的阻力隨著速度的變大而變大.

答:(1)太陽能電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;

(2)這種小艇滿載漂浮在海面上時(shí),受到的浮力是=6×105N.空載漂浮在海面上,排開海水的體積是9m3

(3)獲得的電能約為 1000kWh,合 3.6×109J.這些電能相當(dāng)于完全燃燒120kg的焦炭釋放的能量;

(4)小艇受到的阻力是3200N;(5)小艇所受的阻力隨著速度的變大而變大.

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物重(N)

物體升高距離(m)

繩子自由端拉力(N)

繩子自由端移動(dòng)距離(m)

4

0.1

1.6

0.4


(1)滑輪組的機(jī)械效率是
(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出滑輪組的繞線方法.
(3)影響該滑輪組機(jī)械效率的主要因素是

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