Question

14．在倡導(dǎo)“節(jié)約型社會”的氛圍下，自動充電式電動自行車應(yīng)運而生．電動車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機與蓄電池連接．當(dāng)下坡或剎車時，自行車就可自動連通發(fā)電機向蓄電池充電，將機械能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來．當(dāng)人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上運動，第一次關(guān)閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能-位移關(guān)系如圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能-位移關(guān)系如圖線②所示．設(shè)轉(zhuǎn)化裝置的效率為100%，則（　�。�

• A． 自由滑行時，人和車所受的合力為100N
• B． 啟動充電裝置后，人和車所受的合力先減小后增大
• C． 啟動充電裝置后向蓄電池所充電能為200J
• D． 啟動充電裝置后轉(zhuǎn)化為電能的功率保持不變

Answer 1

分析 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律分析兩種情況能量的轉(zhuǎn)化情況：第一次關(guān)閉自充電裝置，讓車自由滑行，其動能全部轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，從而求出人和車所受的合力；第二次啟動自充電裝置，其動能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能和蓄電池所充的電能．研究第一次自動滑行過程，根據(jù)功能關(guān)系求出摩擦力的大小，再根據(jù)能量守恒定律求解第二次向蓄電池所充的電能．

解答 解：A、第一次關(guān)閉自充電裝置，讓車自由滑行過程，由圖讀出：位移大小為x₁=10m，初動能為500J，末動能為0，根據(jù)功能關(guān)系得到，fx=E_k，則滑動摩擦力大小f=$\frac{{E}_{k}}{x}=\frac{500}{10}$=50N，故A錯誤；
B、啟動充電裝置后，人和車所受的合力仍為滑動摩擦力，不變，故B錯誤；
C、第二次啟動自充電裝置，讓車自由滑行過程，由圖讀出：位移大小為x₂=6m，初動能為500J，末動能為0，根據(jù)能量守恒定律得，E_k=fx₂+E，得到第二次向蓄電池所充的電能E=E_k-fx₂=500J-50×6J=200J
，故C正確；
D、啟動充電裝置后轉(zhuǎn)化為電能的功率變大，故D錯誤．
故選：C

點評 本題首先要搞清兩種情況下能量是如何轉(zhuǎn)化的，其次要抓住兩種情況的聯(lián)系：滑動摩擦力大小不變，難度適中．