Question

一輛汽油和電力混合轎車(chē)，僅憑汽油動(dòng)力在平直公路上以v₁ = 90 km/h勻速行駛時(shí)，輸出功率P = 50kW．當(dāng)駕駛員看到前方55m處有超速違章拍照裝置（限速70km/h）時(shí)，在保持輸出功率不變的情況下，立即啟動(dòng)充電裝置給電池充電，達(dá)到使轎車(chē)減速的目的，轎車(chē)行駛3s后，速度減為v₂ = 70km/h，在這一段時(shí)間內(nèi)，轎車(chē)的平均速度v = 72 km/h，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的80%用于充電，充電效率為 50%．轎車(chē)在上述過(guò)程中所受的阻力保持不變．

⑴ 求轎車(chē)所受阻力的大��；

⑵ 通過(guò)計(jì)算判斷轎車(chē)是否會(huì)因?yàn)槌�速而被拍照�?/p>

⑶ 若將上述過(guò)程充電所獲得的電能全部用來(lái)維持 90 km/h勻速行駛，求轎車(chē)行駛距離．

 

Answer 1

【答案】

⑴ 由公式P = Fv（1分）

汽車(chē)勻速行駛的速度為v₁ = 90 km/h，故阻力為 f = F==2000N（1分）

⑵由公式 s = vt得

汽車(chē)由v₁ = 90 km/h減速到v₂ = 70km/h時(shí)移動(dòng)的距離為 s =72 km/h×3s=20m/s×3s=60m （1分）

而減速時(shí)距拍照裝置55m，因?yàn)閟 = 60m > 55m，所以轎車(chē)會(huì)因?yàn)槌�速而被拍照�?分）

⑶轎車(chē)減速時(shí)獲得的電能E_電 = Pt·80%·50%  （1分）

根據(jù)能量守恒E_電 = fs′  （1分）   

轎車(chē)行駛距離s ′= =30m（1分）

【解析】（1）由于汽車(chē)勻速行駛，故牽引力等于阻力，則根據(jù)P=Fv，計(jì)算出牽引力，再得出阻力來(lái)；

（2）我們需要計(jì)算汽車(chē)到達(dá)拍照裝置時(shí)是否已經(jīng)把車(chē)速降低到了70km/h，這個(gè)值可通過(guò)比較汽車(chē)減速3s所運(yùn)行的距離，看是否比到拍照裝置的距離55m遠(yuǎn)，如果大于55m，則會(huì)因超速而被拍照，如果小于55m則說(shuō)明提前就達(dá)到了規(guī)定的速度，不會(huì)因?yàn)槌�速而被拍照�?/p>

（3）可計(jì)算出充電時(shí)所獲得的能量，由于要求汽車(chē)勻速行駛，牽引力等于阻力，則再由功的計(jì)算公式可計(jì)算出汽車(chē)行駛的距離來(lái)。

考點(diǎn)：二力平衡的概念，功率、速度的簡(jiǎn)單計(jì)算。