Question

17．為了減少霧霾天氣，電動(dòng)機(jī)車作為新能源汽車的主力軍將大力發(fā)展并逐步代替現(xiàn)在的燃油汽車．如圖所示某廠商研制的一種電動(dòng)汽車，它的外形與普通小汽車相似，在純電狀態(tài)下可行駛80km．它的電動(dòng)機(jī)效率為80%，電池為磷酸鐵鋰電池，電池電壓100V，容量150A•h．
（1）霾是空中人眼無(wú)法分辨的微粒，平均直徑大約在2微米左右，2微米相當(dāng)于2×10^-6m，其浮在空中受到非平衡力（填“平衡”或“非平衡”）力作用而做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，人吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)人體形成危害；
（2）燃油汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）汽車靜止停在水平地面上時(shí)，地面對(duì)汽車的支持力與汽車受到的重力是一對(duì)平衡力（選填“平衡力”或“相互作用力”），在勻速行駛時(shí)汽車對(duì)路面的壓力比靜止時(shí)減�。ㄟx填“增大”、“減小”或“相同”）；
（4）它在充滿電后電池存儲(chǔ)的電能為5.4×10⁷J．在純電最大行駛里程狀態(tài)下，車子行駛時(shí)所受的平均阻力為540N．

Answer 1

分析 （1）1米=10⁶微米，先把2微米換算為2×10^-6米；受平衡力作用時(shí)物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；
（2）在內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中做功沖程對(duì)外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）①一對(duì)平衡力必須是大小相等、方向相反、作用在同一物體上、作用在一條直線上；
②根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可對(duì)壓力與重力的大小做出分析；
（4）①知道電池電壓U和電池的容量Q，利用電功公式W=UIt計(jì)算該電池充一次電所消耗的電能；
②根據(jù)電動(dòng)機(jī)效率為80%，在純電狀態(tài)下可行駛50公里，可求得F．

解答 解：（1）1m=10⁶μm，2μm=2×10^-6m；
微粒做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故所受的力是非平衡力．
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）汽車靜止在路面上時(shí)，地面對(duì)汽車的支持力與汽車受到的重力，大小相等、方向相反、作用在同一物體，所以是一對(duì)平衡力；
小汽車高速行駛時(shí)，車身上方空氣流速快、壓強(qiáng)小，下方空氣流速慢、壓強(qiáng)大，產(chǎn)生向上的升力，所以汽車對(duì)路面的壓力小于汽車的重力；
（4）該電池充一次電所消耗的電能：W=UIt=UQ=100V×150A×3600s=5.4×10⁷J；
因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)效率為80%，
所以W_有=80%×5.4×10⁷J=4.32×10⁷J；
因?yàn)閃_有=Fs，s=80km=8×10⁴m，
所以F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{4.32×1{0}^{7}J}{8×1{0}^{4}m}$=540N．
因?yàn)檐囎觿蛩龠\(yùn)動(dòng)，阻力等于牽引力，所以f=F=5.3×10³N．
故答案為：（1）2×10^-6；非平衡；（2）做功；（3）平衡力；減小；（4）5.4×10⁷； 540．

點(diǎn)評(píng) 本題以高性能電動(dòng)汽車為背景，考查了單位換算、平衡力的判斷、汽油機(jī)四沖程中的能量轉(zhuǎn)化、電能的計(jì)算、效率的計(jì)算，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，屬于難題