Question

【題目】美國(guó)建筑師凱文朔普費(fèi)爾設(shè)計(jì)出了一種能漂浮在水中的城市（如圖所示），漂浮城市裝有動(dòng)力裝置，可以移動(dòng)。其表面安裝有太陽(yáng)能電池板，接收太陽(yáng)能的功率為 8.0×108W.若電池板吸收的太陽(yáng)能只能用來(lái)提供推動(dòng)漂浮城市前進(jìn)所需的能量。漂浮城市在平靜的水面上沿直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變。從某一時(shí)刻開(kāi)始，某一時(shí)刻開(kāi)始，漂浮城市受到的水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，漂浮城市的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。

（1）第20s時(shí)，漂浮城市所受的牽引力為___________N，受到的阻力為___________N。

（2）計(jì)算80s~100s內(nèi)，牽引力做功的功率為________________W。該時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為____________。

Answer 1

【答案】24×108 8×108 4×108 50%

【解析】

（1）由圖乙可知，50-100s時(shí)，漂浮城市做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是平衡力，從圖甲中得到50-100s時(shí)，牽引力F=8×108N，阻力f=F=8×108N，0-50s內(nèi)，漂浮城市做加速運(yùn)動(dòng)，從圖甲中得到牽引力F1=24×108N，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，所以受到的阻力為8×108N；

（2）由圖乙可知，80s~100s內(nèi)，速度為0.5m/s，牽引力做功的功率P==Fv=8×108N×0.5m/s=4×108W，該時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率η=。