Question

上海國際一級方程式賽車場呈“上”字造型，賽道總長約5.4公里，擁有14個不同轉(zhuǎn)彎半徑的彎道和9種不同組合的賽道。賽車比賽中，車手要不斷改變賽車的速度和運(yùn)動方向。賽車比賽精彩激烈、難度大、科技含量高。
（1）為了保證比賽的安全，賽場安排了巡警，如圖是巡警所用的某品牌電動巡邏車，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示。已知該電動巡邏車在水平路面上勻速行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍，設(shè)該電動機(jī)能把電能全部用來牽引巡邏車克服阻力做功。總質(zhì)量為220kg的四名巡警乘坐該車，在水平路面上以額定功率勻速行駛10min。求：

①電動機(jī)消耗了多少電能？
②巡邏車通過了多少路程？
③若輪胎與地面的總接觸面積是9×10^-2m²，巡邏車停止時，人和車對地面的壓強(qiáng)是多大？（g取10 N/kg）
（2）賽車運(yùn)動對汽車工業(yè)的促進(jìn)作用很大，為節(jié)約能源．目前汽車剎車器均采用油壓制動。油壓制動剎車時消耗的機(jī)械能以內(nèi)能形式排放掉，形成能源的浪費(fèi)。現(xiàn)有一種汽車再生制動器，能把汽車剎車制動時消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲存起來，有效地利用了能量。將汽車正常行駛時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，直至汽車停止的過程中，通過再生制動器將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率稱為儲能效率。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，汽車再生制動器相當(dāng)于          。（電動機(jī)/汽油機(jī)/發(fā)電機(jī)）
（3）某次測試過程中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，分別測出開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應(yīng)的速度大小v，計算出動能E_k，作出E_k-s圖像，如圖。可以看出，開啟再生制動器進(jìn)行測試的圖線是①、②中的_______，該次測試中儲能效率為______。

Answer 1

（1）①1.8×10⁶J   （1分） ②5000m （1分）③1×10⁵Pa   （2分，公式1分，過程和結(jié)果1分）
（2）發(fā)電機(jī)  （3）②   60%

試題分析：（1）①W=Pt=3000W×10×60S=1.8×10⁶J     （1分）
②F=f_阻=0.04G=0.04（m_車+m_人）g=0.04×（680Kg+220Kg）×10N/Kg=360N   （1分）
S=W/F=1.8×10⁶J/360N=5000m                                      （1分）
③p=F/S=9000N/9×10^-2m²=1×10⁵Pa                  （2分，公式1分，過程和結(jié)果1分）
（2）根據(jù)題中“把汽車剎車制動時消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲存起來”判斷：汽車再生制動器相當(dāng)于發(fā)電機(jī)；
（3）根據(jù)圖像信息判斷，②圖線動能減小快，通過距離短，說明開啟了再生制動器；
從圖中兩次開始減速到停止的距離來看，關(guān)閉再生制動器前進(jìn)了10m，開啟再生制動器前進(jìn)了4m，相比減小了，也就是有60%的動能轉(zhuǎn)化為了電能，所以儲能效率為60%。
點(diǎn)評：本題考查了電功、速度、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，會識圖、能從圖象得出相關(guān)信息結(jié)合汽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后的能量轉(zhuǎn)化情況分析是本題的關(guān)鍵．