Question

13．某品牌太阳能汽车如图甲，通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能；玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活．
（1）若该车身的材料要求强度高且轻便，则表中最理想的材料是碳纤维；

材料	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/kg•m-1	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

（2）若该车质量是400千克，车上载有人和物品质量共为100千克，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^-2米²，该汽车对水平地面的压强为多少？
（3）若该汽车以最大输出功率P为800瓦在水平路面上作匀速直线运动，一段时间后再将功率减小到P₁，并保持此功率做匀速直线运动．上述运动过程的速度-时间图象如图乙，设运动过程中汽车所受阻力不变，则汽车受到的阻力是80牛，P₁为多少？

Answer 1

分析 （1）根据表格中材料的性能进行分析判断；
（2）根据G=mg和p=$\frac{F}{s}$=$\frac{G}{S}$计算汽车对水平地面的压强；
（3）先根据图乙读出开始做匀速直线运动的速度和减小功率后的速度，然后根据P=Fv求出牵引力，再根据二力平衡求出阻力，最后根据P=Fv求出P₁．

解答 解：（1）若该车身的材料要求强度高且轻便，则根据表中信息可知，碳纤维性能最强，密度最小，因此最理想的材料是碳纤维；
（2）汽车对水平地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{（400kg+100kg）×10N/kg}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa；
（3）根据图乙可知，当汽车以最大功率匀速行驶时速度为10m/s；
当汽车以P₁的功率匀速行驶时，速度为8m/s；
由二力平衡条件和P=Fv可知，汽车受到的阻力：f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{800W}{10m/s}$=80N；
P₁=Fv′=80N×8m/s=640W．
答：（1）碳纤维；（2）汽车对水平地面的压强为2.5×10⁵Pa；
（3）80N；P₁为640W．

点评 本题是一道综合题，涉及的知识点很多，但难度不大，认真审题，应用相关知识点即可正确解题．