Question

【題目】Quaranta是當(dāng)前問(wèn)世的外表最圓潤(rùn)同時(shí)也最富動(dòng)感的太陽(yáng)能汽車之一（如圖甲所示）.其前風(fēng)窗玻璃和頂蓋玻璃皆采用防太陽(yáng)輻射的層壓玻璃制作而成，車身輕便靈活.電池完全由太陽(yáng)能供能——通過(guò)安裝在車頂和前端的電池板收集太陽(yáng)能.某輛太陽(yáng)能汽車接收太陽(yáng)光能的面板面積S=8m2，正對(duì)太陽(yáng)時(shí)產(chǎn)生U=120V的電壓，并對(duì)整車提供最大為10A的電流，機(jī)車最大可獲得800W的機(jī)械功率.太陽(yáng)光照射到地面上1m2面積上的輻射功率P0=1.0×103W.

（1）Quaranta在設(shè)計(jì)時(shí)充分利用了流體力學(xué)的知識(shí)．如圖乙所示，當(dāng)汽車行駛時(shí)，流過(guò)它上方的空氣速度比下方空氣速度大，此時(shí)，上方空氣壓強(qiáng)比下方空氣壓強(qiáng)______（選填“大”或“小”）．

（2）若設(shè)計(jì)Quaranta車身的材料應(yīng)具有強(qiáng)度高且輕便的特點(diǎn)，則下表所列的材料中，最為理想的是______．

（3）求太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率_____．

（4）若該汽車在水平路面上以最大機(jī)械功率P運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后再將功率減小到P1，并保持此功率運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線如圖丙所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車所受阻力恒定不變．求該車運(yùn)動(dòng)時(shí)功率P1的大�。�__________

Answer 1

【答案】 小 碳纖維

【解析】（1）飛機(jī)機(jī)翼上方的空氣流速大、壓強(qiáng)小，機(jī)翼下方流速小、壓強(qiáng)大，氣體就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的壓力差，這就是飛機(jī)升力的產(chǎn)生原因；
（2）若設(shè)計(jì)Quaranta車身的材料應(yīng)具有強(qiáng)度高且輕便的特點(diǎn)，則根據(jù)表所列的材料中，最為理想的是碳纖維；
（3）根據(jù)題意可得，太陽(yáng)能電池的效率： ；
（4）由題意和圖乙可知，車以最大機(jī)械功率P運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為10m/s，
根據(jù)P=Fv可得車的牽引力： ，
由于車做勻速運(yùn)動(dòng)，則所受摩擦力f=F=80N；
當(dāng)功率減小到P1，汽車以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦力大小與速度無(wú)關(guān)，摩擦力仍然為80N，
故此時(shí)車的牽引力F1=f=80N；
此時(shí)車的功率：P1=F1v=80N×6m/s=480W．
答：（1）�。�
（2）碳纖維；
（3）太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%；
（4）功率P1的大小為480W．