Question

16．一個汽車在平直的公路上某一階段行駛時的路程和時間關系如下表．

s/km	1.2	2.4	3.6	4.9	6.0
t/min	1	2	3	4	5

為節(jié)約能源，某型號汽車在關閉發(fā)動機后，通過小型發(fā)電機將減速運動時的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中．表中所示是該型號汽車的部分技術參數(shù)，其中儲能效率是指汽車正常行駛時關閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率．耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積．
測試中，先讓汽車正常行駛，然后關閉發(fā)動機，分別測出開啟和關閉發(fā)電機兩種情況下，汽車通過的路程s與對應的速度大小v，計算出動能E_k，作出E_k-s圖象，如圖1所示．

××型汽車
總質(zhì)量（kg）	1200
儲能效率（%）	60
耗油量（L/100km）	10

（1）請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在答題紙上所示的坐標中作出s隨t變化的關系圖象．
（2）測試時，汽車在大小為800N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m．此過程中，汽車B
A．受到的阻力為1.2×10⁴N    B．行駛的時間為40s
C．牽引力做的功為3.2×10⁸J   D．地面對車的支持力和車對地面的壓力是一對平衡力
（3）由圖象可知，表示開啟發(fā)電機進行測試的圖線是②（選填“①”或“②”），判斷的依據(jù)是若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②．
（4）若汽車正常行駛時的動能E_k0=3.75×10⁵J，某時刻關閉發(fā)動機，同時發(fā)電機開始工作，最終有1.5×10⁵J的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）由汽車行駛時的路程和時間表描點連線畫出s隨t變化的關系圖象；
（2）汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對平衡力，從而可以判斷阻力的大��；
知道路程和速度，可利用公式t=$\frac{s}{v}$計算時間．
已知牽引力和移動的距離，可利用公式W=Fs計算牽引力做的功．
根據(jù)二力平衡的條件分析判斷．
（3）若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②． 
（4）知道汽車的儲能效率，從而可以計算出動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率，再利用公式W_內(nèi)=E_k0η計算內(nèi)能．

解答 解：
（1）由汽車行駛時的路程和時間表描點連線畫出s隨t變化的關系圖象，如下圖所示：
；
（2）汽車在大小為800N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m．
A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對平衡力，所以阻力f=F_牽=800N，故A錯誤；
B、由v=$\frac{s}{t}$可得汽車行駛的時間為：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000m}{25m/s}$=40s，故B正確；
C、牽引力做的功為：W=Fs=800N×1000m=8×10⁵J，故C錯誤；
D、地面對車的支持力受力物體是車，車對地面的壓力受力物體是地面，兩個力作用在不同物體上，所以它們不是一對平衡力，故D錯誤；
故選B．
（3）關閉發(fā)動機后，若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分動能用于克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②．
（4）由表格知汽車儲能效率60%，
所以動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為：η=1-60%=40%，
汽車正常行駛時的動能：E_k0=3.75×10⁵J，
關閉發(fā)動機后動能轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能：W_內(nèi)=E_k0η=3.75×10⁵J×40%=1.5×10⁵J．
故答案為：（1）圖象見上圖；（2）B；（3）②；若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②；（4）1.5×10⁵J．

點評 本題考查的知識點有，畫s-t的圖象、二力平衡的判斷和應用、速度和功的計算以能量轉(zhuǎn)化效率計算等，關鍵是公式及其變形的靈活運用，還要學會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．