Question

某可移動式水上漂浮房的屋頂安裝了太陽能電池板，接收太陽能的功率為8.0×10³W．若電池板吸收的太陽能只是用來提供漂浮房前進所需的能量，漂浮房在平靜的水面上沿直線運動，運動過程中受到的阻力不變．從某一時刻開始，漂浮房受到的水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系圖如圖甲所示，漂浮房的運動速度v與時間t的關系圖如圖乙所示．

（1）分析可知，在整個運動過程中，漂浮房受到的阻力大小為

8×10³

N．
（2）求漂浮房在勻速運動過程中，太陽能轉化為機械能的效率為多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)速度和時間圖象，判斷漂浮房首先進行加速運動，然后進行勻速直線運動，根據(jù)勻速直線運動的物體受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件判斷阻力大小．
（2）知道漂浮房進行勻速直線運動時的速度和牽引力求出功率，又知道運動時間求出有用功；
知道接收太陽能的功率和時間，求出總功；
根據(jù)機械效率公式求出機械效率．

解答：解：（1）由圖乙知，漂浮房在第50～100s內速度不變，進行勻速直線運動，勻速直線運動的物體受到平衡力作用，漂浮房水平方向上受到的牽引力和阻力是平衡力是平衡力，大小相等，由甲圖知，漂浮房在第50～100s內牽引力是8×10³N，所以阻力是8×10³N．
（2）漂浮房在50～100s內，
牽引力做功：W_有=Pt=Fvt=8×10³N×0.5m/s×50s=2×10⁵J，
接收太陽能為：W_總=8.0×10³W×50s=4×10⁵J，
太陽能轉化為機械能的效率：η=

W有

W總

×100%=

2×105J

4×105J

×100%=50%．
答：（1）8×10³N；（2）漂浮房在勻速運動過程中，太陽能轉化為機械能的效率為50%．

點評：對于求機械效率或已知機械效率時，利用機械效率公式，列出等式，求出未知量．這是這類型習題的思路．