Question

1．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，轮胎接触地面的总面积是200cm²，则该汽车在平直路面上以最高速度行驶5min时（g取10N/kg）．
（1）太阳能是太阳内部的氢原子核发生聚变（选填“聚变”或“裂变”）释放出的核能．
（2）驱动电机提供的牵引力是多少？
（3）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？
（4）该太阳能汽车对水平路面的压强为多大？

Answer 1

分析 （1）太阳内部进行着核聚变，由氢原子核聚变成氦原子核，释放出核能．
（2）知道汽车的质量求出汽车的重力，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，根据平衡力条件求得牵引力．
（3）知道汽车的运动速度和时间，求出汽车运动距离，知道汽车的牵引力求出克服阻力做功多少．
知道做功多少和工作时间，根据功率公式求出功率大小．
（4）知道汽车的重力，汽车在水平路面上，汽车对地面的压力等于汽车的重力，知道受力面积，根据压强公式求出压强大小．

解答 解：（1）在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能．
（2）汽车的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N．
汽车受到的阻力：f=0.02×5000N=100N．
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，
所以电机提供的牵引力：F=f=100N．
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，汽车5min行驶的距离：
s=vt=15m/s×300s=4500m，
汽车克服阻力做功：
W=Fs=100N×4500m=4.5×10⁵J．
电机的输出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.5×1{0}^{5}J}{300s}$=1500W．
（4）汽车在水平地面上，汽车对水平地面的压力：
F_压=G=5000N，
汽车对水平地面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{5000N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa．
答：（1）聚变；
（2）驱动电机提供的牵引力是100N．
（3）太阳能汽车克服阻力做做功4.5×10⁵J．驱动电机的输出功率是1500W．
（4）该太阳能汽车对水平路面的压强为2.5×10⁵Pa．

点评 本题通过太阳能汽车在水平地面上行驶，考查了太阳能的利用、重力计算、压强、压力、功率、平衡力等．包含了力学的一些重要计算．综合性比较强．