Question

18．為了減輕駕駛員培訓(xùn)的壓力，提高效率，節(jié)省能源，很多城市都引入了電腦三維駕駛模擬培訓(xùn)與實(shí)車(chē)訓(xùn)練相結(jié)合的方式，運(yùn)用類(lèi)似于“瘋狂賽車(chē)”的游戲機(jī)，由計(jì)算機(jī)程序控制模擬出各種路況、氣候、場(chǎng)景供學(xué)員培訓(xùn)．下面是某仿真型模擬駕駛訓(xùn)練器的部分?jǐn)?shù)據(jù)：

模擬駕駛訓(xùn)練器的基本參數(shù)		訓(xùn)練器配套蓄電池基本參數(shù)
車(chē)身質(zhì)量（千克）	50	電  壓（伏）	12
輪胎數(shù)量（只）	4	充電時(shí)間（小時(shí)）	10
輪胎寬度（毫米）	200
額定電壓（伏）	12	容量（安•小時(shí)）	2400
額定功率（千瓦）	0.6

（1）用模擬駕駛訓(xùn)練器模擬訓(xùn)練是利用了相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，以模擬的場(chǎng)景（或模擬的地面）為參照物，訓(xùn)練器是運(yùn)動(dòng)的．
（2）當(dāng)一名質(zhì)量為70千克的學(xué)員坐在仿真型模擬駕駛訓(xùn)練器上時(shí)，測(cè)得該“轎車(chē)”每個(gè)輪胎與地面接觸的長(zhǎng)度約為50毫米（沿車(chē)長(zhǎng)方向）．請(qǐng)計(jì)算，此時(shí)該“轎車(chē)”對(duì)水平路面的壓強(qiáng)多大？
（3）蓄電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；若用充足電的蓄電池給模擬駕駛訓(xùn)練器供電，最多能供模擬駕駛訓(xùn)練器正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？
（4）在現(xiàn)實(shí)生活中，許多新駕駛員經(jīng)常由于動(dòng)作生疏，容易導(dǎo)致交通意外．當(dāng)人遇到緊張或危險(xiǎn)場(chǎng)面時(shí)，腎上腺激素就會(huì)大量產(chǎn)生，它能加快心跳節(jié)奏，擴(kuò)張通往肌肉的血管，以應(yīng)付緊急情況．
（5）按規(guī)定每位學(xué)員需在模擬駕駛訓(xùn)練器上訓(xùn)練10小時(shí)，折算實(shí)車(chē)訓(xùn)練相當(dāng)于3小時(shí)，現(xiàn)測(cè)得實(shí)車(chē)訓(xùn)練每小時(shí)油耗為1.6升．某市去年一年培訓(xùn)人數(shù)為20萬(wàn)人，請(qǐng)問(wèn)一年的這種模擬駕駛培訓(xùn)可節(jié)省汽油多少升？

Answer 1

分析 （1）判斷物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止時(shí)，要先選擇一個(gè)參照物，分析被研究物體和參照物之間的位置是否發(fā)生變化，如果變化，就運(yùn)動(dòng)了，如果沒(méi)變化，就靜止；
（2）轎車(chē)對(duì)水平地面的壓力等于它的重力，應(yīng)用壓強(qiáng)公式可以求出轎車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）蓄電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化是其它形式的能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來(lái)，對(duì)外供電時(shí)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；
從數(shù)據(jù)表中找出電池的電壓、電流、充電時(shí)間和額定功率，先計(jì)算出電池儲(chǔ)存的電能，再求正常工作多長(zhǎng)時(shí)間．
（4）人體生命活動(dòng)主要受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，其次還受激素的調(diào)節(jié)．
（5）已知在模擬駕駛訓(xùn)練器上訓(xùn)練10小時(shí)，折算實(shí)車(chē)訓(xùn)練相當(dāng)于3小時(shí)，現(xiàn)測(cè)得實(shí)車(chē)訓(xùn)練每小時(shí)油耗為1.6升，可求20萬(wàn)人一年節(jié)省汽油多少升．

解答 解：（1）用模擬駕駛訓(xùn)練器模擬訓(xùn)練時(shí)，訓(xùn)練器相對(duì)于模擬的場(chǎng)景（或模擬的地面）的位置在不斷改變，所以，以模擬的場(chǎng)景（或模擬的地面）為參照物訓(xùn)練器是運(yùn)動(dòng)的；
（2）停在水平地面上時(shí)，車(chē)對(duì)地面的壓力：
F=G_總=m_總g=（50kg+70kg）×10N/kg=1.2×10³N，
每個(gè)輪胎的著地面積：S=200mm×50mm=1×10⁴mm²=1×10^-2m²，
4個(gè)輪胎的著地面積：S′=4S=4×1×10^-2m²=4×10^-2m²，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S′}$=$\frac{1.2×1{0}^{3}N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3×10⁴Pa；
（3）常用的蓄電池是一種可充電的化學(xué)電源，當(dāng)給它充電時(shí)是可以實(shí)現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化；
由表格數(shù)據(jù)可知，充足電的蓄電池儲(chǔ)存的電能：
W=UIt=12V×1A×2400×3600s=1.0368×10⁸J，
訓(xùn)練器的額定功率P=0.6kW=600W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，正常工作的時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1.0368×1{0}^{8}J}{600W}$=1.728×10⁵s=48h；
（4）人在遇到緊急情況時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)促使腎上腺分泌較多的腎上腺激素，這些激素能夠促使心跳加快，血壓升高，肌肉收縮有力，以應(yīng)對(duì)緊張情況．
（5）由題意可得，20萬(wàn)人一年節(jié)省汽油的體積：
V=3×1.6L×20×10⁴=9.6×10⁵L．
答：（1）模擬的場(chǎng)景（或模擬的地面）；
（2）此時(shí)該“轎車(chē)”對(duì)水平路面的壓強(qiáng)3×10⁴Pa；
（3）電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；最多能供模擬駕駛訓(xùn)練器正常工作48h；
（4）腎上腺；
（5）一年的這種模擬駕駛培訓(xùn)可節(jié)省汽油9.6×10⁵L．

點(diǎn)評(píng) 本題的解題關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：（1）參照物及其選擇．（2）正確計(jì)算轎車(chē)對(duì)地面壓力的受力面積．（3）會(huì)計(jì)算蓄電池中的電能儲(chǔ)存量等，屬于難題．