Question

【题目】一辆汽油和电力混合动力轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶时，输出功率P=50kW．当驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置（限速70km/h）时，在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶3s后，速度减为v2=70km/h，在这一段时间内，轿车的平均速度为v=72km/h，发动机输出功率的80%用于充电，充电效率为50%．轿车在上述过程中所受阻力保持不变．
（1）求轿车所受阻力的大小；
（2）通过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照；
（3）若将上述过程充电所获电能全部用来维持90km/h匀速行驶，求轿车行驶距离．

Answer 1

【答案】
（1）解：P= ，W=Fs，

则F= = =2000N，

汽车进行匀速直线运动，所以汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以f=F=2000N

（2）解：v= ，

所以s=vt= m/s×3s=60m，

60m＞55m，所以汽车会被拍照

（3）解：获得的电能：W=Pt×80%×50%=50000W×3s×80%×50%=60000J，

s′= = =30m

【解析】（1）知道汽车的功率和速度，根据F= 求出牵引力，根据匀速直线运动的物体受到平衡力作用，根据平衡力条件求出阻力．（2）知道汽车充电过程中的平均速度和运动时间，根据s=vt求出运动距离进行比较即可．（3）知道总功率和时间，以及充电效率和充电功率，求出充电消耗的电能．用充电消耗的电能来做功，知道牵引力，根据s′= 求出运动距离．
【考点精析】通过灵活运用二力平衡条件的应用，掌握二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，即合力为零．（一物、二力、等大、反向、同直线）即可以解答此题．