Question

隨著低碳理念的普及，學校科技小組的同學擬設(shè)計一種以太陽能電池驅(qū)動的汽車．通過查閱資料得知：肇慶地區(qū)太陽光垂直照射時，每平方米太陽能電池板最大可提供150W的電功率．擬設(shè)計的太陽能汽車質(zhì)量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行駛15m，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02倍．該汽車的驅(qū)動電機能夠?qū)?0%的電功率轉(zhuǎn)化為牽引汽車前進的機械功率．若該車在平直路面上以最高速度行駛，試通過計算回答下列問題（g取10N/kg）：
（1）驅(qū)動電機提供的推力是多少牛？
（2）驅(qū)動電機提供的機械功率是多少瓦？
（3）該車的太陽能電池板面積約為多大？（計算結(jié)果小數(shù)點后保留一位數(shù)字）

Answer 1

解：
（1）汽車在行駛過程中所受到的阻力：f=0.02G ①
由重力公式可得；G=mg ②
將數(shù)據(jù)代入①②式可得 f=100N
設(shè)驅(qū)動電機提供的推力是F，由力的平衡知識可得：F=f=100N
（2）由功率計算公式可得：③
而W = Fs ④
將數(shù)據(jù)代入③④式可得：P=150W；
（3）設(shè)車的太陽能電池板的面積是S，由能量守恒關(guān)系式可得：
150Sη=P ④
將數(shù)據(jù)代入④式，可解得S≈11.1m²。