Question

7．伴隨著“環(huán)保低碳、節(jié)能減排”的生活新理念，太陽能汽車應(yīng)運而生．（如圖所示）太陽能汽車牽引力的功率約為1500W，車輪與地面的接觸總面積為0.1m²．當汽車與人的總質(zhì)量為1000kg時，該車以54km/h的速度沿直線勻速行駛了30min．（g=10N/kg）
（1）太陽能汽車在工作時，先將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后再轉(zhuǎn)化為汽車的機械能．
（2）請計算該車30min行駛的路程．
（3）請計算該車對路面的壓強．
（4）請計算該車行駛過程中受到的阻力．

Answer 1

分析 （1）太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，太陽能汽車在工作時，電能再轉(zhuǎn)化為機械能．
（2）已知速度與行駛時間，由速度公式的變形公式可以求出汽車的路程．
（3）求出汽車對地面的壓力，然后由壓強公式求出汽車對地面的壓強．
（4）功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，由P=Fv的變形公式求出牽引力，然后由平衡條件求出汽車受到的阻力．

解答 解：
（1）太陽能汽車是靠太陽能電池驅(qū)動的，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后太陽能汽車消耗電能產(chǎn)生動力，將電能轉(zhuǎn)化為汽車的機械能，使汽車運動．
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，
汽車的路程s=vt=54km/h×0.5h=27km；
（3）汽車對水平地面的壓力：
F=G=mg=1000kg×10N/kg=1×10⁴N，
汽車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$═1×10⁵Pa；
（4）汽車速度v=54km/h=15m/s，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，
汽車的牽引力F=$\frac{P}{v}$$\frac{1500W}{15m/s}$=100N，
汽車做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件可得：阻力f=F=100N．
答：
（1）電；機械；
（2）30min行駛的路程為27km；
（3）對路面的壓強為1×10⁵Pa；
（4）行駛過程中受到的阻力為100N．

點評 本題考查了太陽能汽車工作時能的轉(zhuǎn)化、求路程、壓強、阻力等問題，應(yīng)用速度公式、壓強公式、功率公式即可正確解題．