Question

某可移動(dòng)式水上漂浮房的屋頂安裝了太陽能電池板，接收太陽能的功率為8.0×10³W．若電池板吸收的太陽能只是用來提供漂浮房前進(jìn)所需的能量，漂浮房在平靜的水面上沿直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變．從某一時(shí)刻開始，漂浮房受到的水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系圖如圖甲所示，漂浮房的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖如圖乙所示．

（1）分析可知，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，漂浮房受到的阻力大小為______N．
（2）求漂浮房在勻速運(yùn)動(dòng)過程中，太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為多少？

Answer 1

解：（1）由圖乙知，漂浮房在第50～100s內(nèi)速度不變，進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用，漂浮房水平方向上受到的牽引力和阻力是平衡力是平衡力，大小相等，由甲圖知，漂浮房在第50～100s內(nèi)牽引力是8×10³N，所以阻力是8×10³N．
（2）漂浮房在50～100s內(nèi)，
牽引力做功：W_有=Pt=Fvt=8×10³N×0.5m/s×50s=2×10⁵J，
接收太陽能為：W_總=8.0×10³W×50s=4×10⁵J，
太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η=×100%=×100%=50%．
答：（1）8×10³N；（2）漂浮房在勻速運(yùn)動(dòng)過程中，太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為50%．
分析：（1）根據(jù)速度和時(shí)間圖象，判斷漂浮房首先進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件判斷阻力大�。�
（2）知道漂浮房進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和牽引力求出功率，又知道運(yùn)動(dòng)時(shí)間求出有用功；
知道接收太陽能的功率和時(shí)間，求出總功；
根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率．
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于求機(jī)械效率或已知機(jī)械效率時(shí)，利用機(jī)械效率公式，列出等式，求出未知量．這是這類型習(xí)題的思路．