Question

7．太阳能汽车是靠太阳能电池提供动力，若某太阳能汽车质量是500kg，在平直路面上行驶速度最大可达15m/s，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍，一个轮胎接触地面的面积是50cm²，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时，（g取10N/kg）
（1）太阳能汽车的重力是多少？驱动电机提供的牵引力是多少？
（2）太阳能汽车克服阻力做了多少功？驱动电机的输出功率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道太阳能汽车的质量，根据G=mg求出重力，根据重力和阻力的关系求出阻力大小，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驱动电机提供的牵引力；
（2）知道太阳能汽车的运动速度和时间，根据v=$\frac{s}{t}$求出太阳能汽车运动的距离，又知道太阳能汽车的牵引力，根据W=Fs求出牵引力做的功即为克服阻力做的功，根据P=$\frac{W}{t}$求出驱动电机的输出功率．

解答 解：（1）汽车的重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
汽车受到的阻力：
f=0.02G=0.02×5000N=100N，
因汽车进行匀速直线运动，水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以，驱动电机提供的牵引力：
F=f=100N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，太阳能汽车5min行驶的距离：
s=vt=15m/s×5×60s=4500m，
汽车克服阻力做功：
W=Fs=100N×4500m=4.5×10⁵J，
驱动电机的输出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.5×1{0}^{5}J}{300s}$=1500W．
答：（1）太阳能汽车的重力是5000N，驱动电机提供的牵引力是100N；
（2）太阳能汽车克服阻力做了4.5×10⁵J的功，驱动电机的输出功率是1500W．

点评 本题考查了重力公式、二力平衡条件、速度公式、做功公式和功率公式的应用，关键是知道太阳能汽车克服阻力做的功和牵引力做的功、驱动电机的输出的功相等．