Question

上海国际一级方程式赛车场呈“上”字造型，赛道总长约5.4公里，拥有14个不同转弯半径的弯道和9种不同组合的赛道。赛车比赛中，车手要不断改变赛车的速度和运动方向。赛车比赛精彩激烈、难度大、科技含量高。
（1）为了保证比赛的安全，赛场安排了巡警，如图是巡警所用的某品牌电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，设该电动机能把电能全部用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为220kg的四名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

①电动机消耗了多少电能？
②巡逻车通过了多少路程？
③若轮胎与地面的总接触面积是9×10^-2m²，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（g取10 N/kg）
（2）赛车运动对汽车工业的促进作用很大，为节约能源．目前汽车刹车器均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。将汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率。从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于          。（电动机/汽油机/发电机）
（3）某次测试过程中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能E_k，作出E_k-s图像，如图。可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的_______，该次测试中储能效率为______。

Answer 1

（1）①1.8×10⁶J   （1分） ②5000m （1分）③1×10⁵Pa   （2分，公式1分，过程和结果1分）
（2）发电机  （3）②   60%

试题分析：（1）①W=Pt=3000W×10×60S=1.8×10⁶J     （1分）
②F=f_阻=0.04G=0.04（m_车+m_人）g=0.04×（680Kg+220Kg）×10N/Kg=360N   （1分）
S=W/F=1.8×10⁶J/360N=5000m                                      （1分）
③p=F/S=9000N/9×10^-2m²=1×10⁵Pa                  （2分，公式1分，过程和结果1分）
（2）根据题中“把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来”判断：汽车再生制动器相当于发电机；
（3）根据图像信息判断，②图线动能减小快，通过距离短，说明开启了再生制动器；
从图中两次开始减速到停止的距离来看，关闭再生制动器前进了10m，开启再生制动器前进了4m，相比减小了，也就是有60%的动能转化为了电能，所以储能效率为60%。
点评：本题考查了电功、速度、压强公式的应用，会识图、能从图象得出相关信息结合汽车关闭发动机后的能量转化情况分析是本题的关键．