Question

【題目】珠海有“發(fā)明大王”之稱的宋有洲通過上千次實(shí)驗(yàn)之后，于2008年底研制出的“空中綠化存車亭”獲得國(guó)內(nèi)和國(guó)際專利。此亭集綠化、停車、防盜、戶外廣告于一體，存車時(shí)只需40秒就可以把車子“鎖上天”。下圖是“空中綠化存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，桿的B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼絲繩，M為牽引鋼絲繩的電動(dòng)機(jī)。存車時(shí)，汽車開到存車架上，電動(dòng)機(jī)通過鋼絲繩BC將桿OB拉到一定高度固定；取車時(shí)，將OB桿放下使存車架落回地面，現(xiàn)場(chǎng)還配有電動(dòng)車充電柱。請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題（忽略OB的重和機(jī)械各部分的摩擦力）：

(1)圖中使用了_________滑輪；它是______（選填“省力”、“費(fèi)力”、“既不省力也不費(fèi)力”）的機(jī)械；

(2)在圖中畫出杠桿OB的動(dòng)力臂____。若汽車的質(zhì)量為0.9t，存車架框的質(zhì)量為100kg，桿OB的長(zhǎng)度為5m；求出此時(shí)繩CB 的拉力_____；

(3)專家建議遮陽蓬上加裝太陽能光電板，給蓄電池充電，再由蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電，蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電效率為80%，電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為60％，每次存車，車被提升的高度為2.4m，每提升一輛車總共需要消耗的電能多少______J？

(4)每個(gè)充電樁對(duì)新能源小汽車的充電功率為 8000W，充電1 h可使總質(zhì)量為1t、額定輸出功率為12kW的新能源小汽車勻速直線行駛36km。設(shè)汽車行駛過程中受到的阻力是車重的0.06倍，g取10N/ kg。該小汽車以額定輸出功率，在平直公路上勻速行駛時(shí)速度為多少m/s_____？ 此電動(dòng)汽車的電機(jī)效率是多少______？

Answer 1

【答案】定 既不省力也不費(fèi)力 8000N 5×104J 20m/s 75%

【解析】

(1)[1]如左圖中的滑輪輪軸都是固定的，軸不隨物體運(yùn)動(dòng)，所以都是定滑輪。

[2]根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)，使用定滑輪既不省力也不費(fèi)力，但可以改變力的方向。

(2)[3]

[4]由題意，汽車受到的重力

存車框架受到的重力

汽車和存車框架的總重

杠桿OB的動(dòng)力臂為桿OB長(zhǎng)，即

由圖可知阻力臂長(zhǎng)4m，即

若杠桿此時(shí)平衡，可求此時(shí)繩CB 的拉力，根據(jù)杠桿平衡條件

則

(3)[5]蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電效率為，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為；

每提升一輛車需要做的有用功

每提升一輛車電動(dòng)機(jī)消耗的電能，由機(jī)械效率可得

每提升一輛車總共需要消耗的電能

(4)[6]因小汽車勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，小車的牽引力

由

可得，該小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時(shí)速度

[7]汽車牽引力做的功

由可得，消耗的電能

該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率