Question

【题目】美国建筑师凯文朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动。其表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为 8.0×108W.若电池板吸收的太阳能只能用来提供推动漂浮城市前进所需的能量。漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始，某一时刻开始，漂浮城市受到的水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。

（1）第20s时，漂浮城市所受的牵引力为___________N，受到的阻力为___________N。

（2）计算80s~100s内，牵引力做功的功率为________________W。该时间内，太阳能转化为机械能的效率为____________。

Answer 1

【答案】24×108 8×108 4×108 50%

【解析】

（1）由图乙可知，50-100s时，漂浮城市做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是平衡力，从图甲中得到50-100s时，牵引力F=8×108N，阻力f=F=8×108N，0-50s内，漂浮城市做加速运动，从图甲中得到牵引力F1=24×108N，运动过程中受到的阻力不变，所以受到的阻力为8×108N；

（2）由图乙可知，80s~100s内，速度为0.5m/s，牵引力做功的功率P==Fv=8×108N×0.5m/s=4×108W，该时间内，太阳能转化为机械能的效率η=。