Question

（2012?東城區(qū)模擬）節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車．有一質(zhì)量m=1000kg的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以v₁=90km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50kW，此時(shí)，轎車所受阻力F_阻的大小為

2.0×10³

N．當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)L=72m后，速度變?yōu)関₂=72km/h．此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能．假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變．則轎車從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能E_電為

6.3×10⁴

J．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）當(dāng)汽車勻速行駛時(shí)，有P=Fv=F_阻v，根據(jù)輸出功率求出阻力的大�。�
（2）根據(jù)動(dòng)能定理求出發(fā)動(dòng)機(jī)所做的總功，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功80%用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)電機(jī)獲得能量的50%轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能．根據(jù)該關(guān)系求出蓄電池獲得的電能．

解答：解：（1）v₁=90km/h=25m/s，v₂=72km/h=20m/s．
勻速行駛時(shí)，P=F_阻v₁
則：F_阻=

P

v1

=

50000

25

N=2×10³N
（2）設(shè)這一過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的總功為W，根據(jù)動(dòng)能定理得：

1

5

W-W阻=

1

2

mv22-

1

2

mv12
代入數(shù)據(jù)得，W=1.575×10⁵J
E電=

1

2

×

4

5

W=6.3×104J
故答案為：2.0×10³；6.3×10⁴

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道汽車的輸出功率與牽引力的關(guān)系，知道勻速行駛時(shí)牽引力等于阻力．以及能夠熟練運(yùn)用動(dòng)能定理和能量守恒定律．