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有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶...

有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶,发动机的输出功率为P=50kw.当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为v2=72km/h.此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引,五分之四用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能.假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.求
(1)轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时,所受阻力F的大小;
(2)轿车从90km/h减速到72km/h过程中,获得的电能E
(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E维持72km/h匀速运动的距离L'.
(1)由瞬时功率公式可以得到匀速运动时的牵引力的大小,牵引力和阻力相等,可以得到阻力的大小; (2)对汽车的减速运动过程运用动能定理,可以求得此时发动机的功率,再由电能的转化关系,可以求得转化的电能; (3)运用能量守恒定律可以求得匀速运动的距离. 【解析】 (1)由瞬时功率公式有:P=F牵v. 当汽车匀速运动时,由共点力平衡条件有:   F牵-F阻=0. 代入数据解得:F牵=F阻=2000N; (2)对汽车的减速运动过程,运用动能定理有:   Pt-F阻L=mV22-mV12. 代入数据解得:Pt=1.575×105J. 电源获得的电能为:   E电=0.5×Pt=6.3×104J. (3)依题意,汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻=2000N. 对这一过程运用能量守恒定律有:   E电=FL′=F阻L′. 代入数据解得:L′=31.5m 答:(1)轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时,所受阻力F阻的大小是2000N; (2)轿车从90km/h减速到72km/h过程中,获得的电能E电是6.3×104J; (3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L'是31.5m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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