Question

【題目】Quaranta是當(dāng)前問世的外表最圓潤同時也最富動感的太陽能汽車之一（如圖甲所示）.其前風(fēng)窗玻璃和頂蓋玻璃皆采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成，車身輕便靈活.電池完全由太陽能供能——通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能.某輛太陽能汽車接收太陽光能的面板面積S=8m2，正對太陽時產(chǎn)生U=120V的電壓，并對整車提供最大為10A的電流，機車最大可獲得800W的機械功率.太陽光照射到地面上1m2面積上的輻射功率P0=1.0×103W.

（1）Quaranta在設(shè)計時充分利用了流體力學(xué)的知識．如圖乙所示，當(dāng)汽車行駛時，流過它上方的空氣速度比下方空氣速度大，此時，上方空氣壓強比下方空氣壓強______（選填“大”或“小”）．

（2）若設(shè)計Quaranta車身的材料應(yīng)具有強度高且輕便的特點，則下表所列的材料中，最為理想的是______．

（3）求太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率_____．

（4）若該汽車在水平路面上以最大機械功率P運動，一段時間后再將功率減小到P1，并保持此功率運動，其運動的速度時間圖線如圖丙所示，設(shè)運動過程中小車所受阻力恒定不變．求該車運動時功率P1的大�。�__________

Answer 1

【答案】 小 碳纖維

【解析】（1）飛機機翼上方的空氣流速大、壓強小，機翼下方流速小、壓強大，氣體就會產(chǎn)生一個向上的壓力差，這就是飛機升力的產(chǎn)生原因；
（2）若設(shè)計Quaranta車身的材料應(yīng)具有強度高且輕便的特點，則根據(jù)表所列的材料中，最為理想的是碳纖維；
（3）根據(jù)題意可得，太陽能電池的效率： ；
（4）由題意和圖乙可知，車以最大機械功率P運動時的速度為10m/s，
根據(jù)P=Fv可得車的牽引力： ，
由于車做勻速運動，則所受摩擦力f=F=80N；
當(dāng)功率減小到P1，汽車以6m/s的速度做勻速直線運動時，由于摩擦力大小與速度無關(guān)，摩擦力仍然為80N，
故此時車的牽引力F1=f=80N；
此時車的功率：P1=F1v=80N×6m/s=480W．
答：（1）小；
（2）碳纖維；
（3）太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%；
（4）功率P1的大小為480W．