2.環(huán);旌蟿(dòng)力車是指使用汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)和利用蓄電池所儲(chǔ)存的電能驅(qū)動(dòng)的汽車.它可按平均需要使用的功率來確定汽油機(jī)的最大功率,此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作.汽車需要大功率而汽油機(jī)功率不足時(shí)由電動(dòng)機(jī)來補(bǔ)充,電動(dòng)機(jī)的電源為蓄電池;汽車負(fù)荷少時(shí),電動(dòng)機(jī)可作為發(fā)電機(jī)使用,汽油機(jī)的一部分功率用來驅(qū)動(dòng)汽車,另一部分功率驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),可發(fā)電給蓄電池充電.
有一質(zhì)量m=1200kg的混合動(dòng)力轎車,在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=60kW.當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí),保持汽油發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變,立即啟動(dòng)發(fā)電機(jī)工作給蓄電池充電,此時(shí)轎車的動(dòng)力減小,做減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)距離s=80m后,速度變?yōu)関2=72km/h.此過程中汽油發(fā)動(dòng)機(jī)功率的25%用于轎車的牽引,75%用于供給發(fā)電機(jī)工作,發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能.假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變.試求:
(1)轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時(shí),所受阻力Ff的大;
(2)轎車從90km/h減速到72km/h的這一過程中,蓄電池獲得的電能E;
(3)若電動(dòng)機(jī)的輸出功率也為60kW,此時(shí)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同工作的最大功率可以達(dá)到Pm=108kW,汽車駛上與水平地面成30°角斜坡,汽車爬坡過程中所受阻力為重力的0.1倍,設(shè)斜坡足夠長,求汽車在斜坡上做勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度vm.(g取10m/s2

分析 (1)當(dāng)汽車勻速行駛時(shí),有P=Fv=Fv,根據(jù)輸出功率求出阻力的大。
(2)根據(jù)動(dòng)能定理求出發(fā)動(dòng)機(jī)所做的總功,發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功75%用于供給發(fā)電機(jī)工作,發(fā)電機(jī)獲得能量的50%轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能.根據(jù)該關(guān)系求出蓄電池獲得的電能.
(3)先求出汽車在斜坡上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力,再根據(jù)P=Fv求出最大速度.

解答 解:(1)轎車以ν1=90km/h=25m/s勻速行駛時(shí),汽車受到的阻力等于牽引力,有
P=Ff ν1
解得阻力 Ff=2.4×103N                                  
(2)轎車做減速運(yùn)動(dòng)s=80m速度減為v2=72km/h=20m/s,設(shè)這一過程中汽油發(fā)動(dòng)機(jī)做的總功為W,由動(dòng)能定理有:W×25%-Ff•s=$\frac{1}{2}{mv}_{2}^{2}-\frac{1}{2}{mv}_{1}^{2}$
代入數(shù)據(jù)得:W=2.28×105J
蓄電池獲得的電能 E=W×75%×50%=8.55×104J         
(3)汽車在斜坡上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力F=mgsin30°+0.1mg.在斜坡上勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度設(shè)為vm,有
Pm=(mgsin30°+0.1mg)vm
可得最大速度vm=15m/s
答:(1)轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時(shí),所受阻力Ff的大小為2.4×103N;
(2)轎車從90km/h減速到72km/h的這一過程中,蓄電池獲得的電能為8.55×104J;
(3)汽車在斜坡上做勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度為15m/s.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道汽車的輸出功率與牽引力的關(guān)系,知道勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力.以及能夠熟練運(yùn)用動(dòng)能定理和能量守恒定律

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費(fèi)少、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點(diǎn),其裝置可簡化如圖.A、B為水平放置的間距d=1.6m的兩塊足夠大的平行金屬板,兩板間有方向由B指向A的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度E=0.1V/m.在A板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍可向各個(gè)方向均勻地噴出初速度大小均為v0=6m/s的油漆微粒,已知油漆微粒的質(zhì)量均為m=1.0×10-5 kg、電荷量均為q=-1.0×10-3 C,不計(jì)油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對(duì)板間電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響及空氣阻力,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)油漆微粒落在B板上所形成的圖形面積;
(2)若讓A、B兩板間的電場(chǎng)反向,并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.06T,調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向噴出,其他條件不變.B板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度;
(3)在滿足(2)的情況下,打中B板的油漆微粒中,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.2008年1月下旬以來,我國南方遭遇50年未遇的雨雪冰凍災(zāi)害.新華網(wǎng)長沙1月26日電,馬路上的冰層堅(jiān)硬如鐵、光滑如玻璃,高壓電線覆冰后有成人大腿般粗,為清除高壓輸電線上的凌冰,有人設(shè)計(jì)了這樣的融冰路:利用電流的熱效應(yīng)除冰.若在正常供電時(shí),高壓線上送電電壓為U,電流為I,熱損耗功率為△P;除冰時(shí),輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?△P,則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變) ( 。
A.輸電電流為$\frac{I}{9}$B.輸電電流為3IC.輸電電壓為3UD.輸電電壓為$\frac{U}{3}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.一塊太陽能電池板,測(cè)得其開路電壓為1000mV,短路電流為50mA.若該電池板與電阻值為30Ω的電阻組成閉合回路,電池板的路端電壓是( 。
A.400mAB.600mVC.500mVD.300mV

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點(diǎn)高度相同,其振動(dòng)圖象如圖所示.選懸掛點(diǎn)所在水平面為重力勢(shì)能的參考面,由圖可知( 。
A.甲、乙兩單擺的擺長之比是$\frac{4}{9}$B.ta時(shí)刻甲、乙兩單擺的擺角相等
C.tb時(shí)刻甲、乙兩單擺的勢(shì)能差最大D.tc時(shí)刻甲、乙兩單擺的速率相等

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn),若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受到電場(chǎng)力作用,根據(jù)此圖可以作出正確判斷的是( 。
A.帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)
B.帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向
C.電場(chǎng)線的方向
D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處較大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)
B.平拋運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)
D.互成角度的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)不一定是直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.某人從高層住宅樓的一樓乘電梯直接到達(dá)頂層,經(jīng)歷了加速、勻速、減速三階段,對(duì)于電梯在上升過程中,下列些判斷正確的是( 。
A.只有勻速過程中,電梯對(duì)人的支持力與人對(duì)電梯的壓力才會(huì)相等
B.只有勻速過程中,電梯對(duì)人的支持力與人的重力大小才會(huì)相等
C.加速過程中,人處于失重狀態(tài),減速過程中,人處于超重狀態(tài)
D.不管加速、勻速和減速過程,人的機(jī)械能都是增加的

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的總質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出.
(1)以下措施正確的是C.
A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B.小車運(yùn)動(dòng)的加速度可以利用天平測(cè)出裝沙小桶和沙的質(zhì)量總m及小車質(zhì)量M,用公式$\frac{m}{M}$g求出.
C.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
D.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開小車,后接通電源
(2)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M>>m時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的總重力.
(3)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與$\frac{1}{M}$的圖象.
(4)如圖(a),甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是平衡摩擦力過度.
(5)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),畫出了各自得到的a-F圖線,如圖(b)所示,兩位同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的M(填“m”、“M”)取值不同,其中丙(填“乙”或“丙”)取的值比較大.

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