Question

15．為貫徹落實(shí)節(jié)能減排，電動(dòng)小汽車有很大的發(fā)展空間，山東省預(yù)計(jì)到2020年建成充電站920座、充電樁35萬(wàn)個(gè)，建成“互聯(lián)網(wǎng)+充電基礎(chǔ)設(shè)施”智能服務(wù)平臺(tái)．若每個(gè)充電樁對(duì)新能源小汽車的充電功率為 7000W，充電1h可使質(zhì)量為1t、額定輸出功率為12kW的新能源小汽車勻速直線行駛36km．設(shè)汽車行駛過(guò)程中受到的阻力是車重的0.06倍，g取10N/kg．
（1）小汽車靜止在水平地面上，輪胎與地麗的接觸總面積為0.08m²時(shí)，小汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？
（2）該小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時(shí)速度多大？
（3）該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率多大？

Answer 1

分析 （1）汽車對(duì)地面的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)題意求出汽車行駛過(guò)程中受到的阻力，即牽引力，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出行駛速度；
（3）根據(jù)W₁=Fs求出牽引力做的功，再根據(jù)W₂=Pt求出發(fā)動(dòng)機(jī)做的總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{1}}{{W}_{2}}$求出轉(zhuǎn)化效率．

解答 解：（1）汽車對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=1000kg×10N/kg=10⁴N，
汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=1.25×10⁵Pa；
（2）勻速行駛時(shí)的牽引力：
F=f=0.06G=0.06×10⁴N=600N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得勻速行駛的速度：
v=$\frac{{P}_{輸}}{F}$=$\frac{12000W}{600N}$=20m/s；
（3）牽引力做的功：
W_有用=Fs=600N×36×10³m=2.16×10⁷J，
發(fā)動(dòng)機(jī)做的總功：
W_總=P_電t=7000W×3600s=2.52×10⁷J，
小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{7}J}{2.52×1{0}^{7}J}$×100%≈85.7%．
答：（1）汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)1.25×10⁵Pa；
（2）該小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時(shí)速度20m/s；
（3）小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率85.7%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)重力、壓強(qiáng)、功率、功和轉(zhuǎn)化效率計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性較強(qiáng)，難度不大．