题目内容
20．某品牌太阳能汽车如图甲所示，通过电池板收集太阳能，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 |
（3）若该汽车以最大输出功率P为800W，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-时间图象如图乙所示．设运动过程中汽车所受阻力不变，求汽车受到的阻力和功率P1的大小．
分析 （1）根据表格中材料的性能进行分析判断；
（2）水平面上的物体，对水平面的压力大小等于物体自身重力，由p=$\frac{F}{S}$解题；
（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）汽车静止时对地面的压力：F=G总=m总=（m车+m物）g=（400kg+100kg）×10N/kg=5000N；
汽车静止时对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5000N}{2.0×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=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）汽车受到的阻力为80N；功率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．
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