Question

【題目】上海國(guó)際一級(jí)方程式賽車場(chǎng)呈“上”字造型，賽道總長(zhǎng)約5.4公里，擁有14個(gè)不同轉(zhuǎn)彎半徑的彎道和9種不同組合的賽道。賽車比賽中，車手要不斷改變賽車的速度和運(yùn)動(dòng)方向。賽車比賽精彩激烈、難度大、科技含量高。

（1）為了保證比賽的安全，賽場(chǎng)安排了巡警，如圖1是巡警所用的某品牌電動(dòng)巡邏車，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示。已知該電動(dòng)巡邏車在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04倍，設(shè)該電動(dòng)機(jī)能把電能全部用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功�？傎|(zhì)量為220kg的四名巡警乘坐該車，在水平路面上以額定功率勻速行駛10min。求：

①電動(dòng)機(jī)消耗了多少電能____________？

②巡邏車通過(guò)了多少路程________？

③若輪胎與地面的總接觸面積是9×10-2m2，巡邏車停止時(shí)，人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大________（g取10N/kg）？

（2）賽車運(yùn)動(dòng)對(duì)汽車工業(yè)的促進(jìn)作用很大，為節(jié)約能源，目前汽車剎車器均采用油壓制動(dòng)。油壓制動(dòng)剎車時(shí)消耗的機(jī)械能以內(nèi)能形式排放掉，形成能源的浪費(fèi)。現(xiàn)有一種汽車再生制動(dòng)器，能把汽車剎車制動(dòng)時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲(chǔ)存起來(lái)，有效地利用了能量。將汽車正常行駛時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，直至汽車停止的過(guò)程中，通過(guò)再生制動(dòng)器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率稱為儲(chǔ)能效率。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，汽車再生制動(dòng)器相當(dāng)于__________________（電動(dòng)機(jī)/汽油機(jī)/發(fā)電機(jī)）。

（3）某次測(cè)試過(guò)程中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，分別測(cè)出開啟和關(guān)閉再生制動(dòng)器兩種情況下，汽車通過(guò)的路程s與對(duì)應(yīng)的速度大小v，計(jì)算出動(dòng)能Ek，作出Ek-s圖象，如圖2所示�？梢钥闯�，開啟再生制動(dòng)器進(jìn)行測(cè)試的圖線是①、②中的____________，該次測(cè)試中儲(chǔ)能效率為______________________ 。

Answer 1

【答案】 1.8×106 J 5000m 105Pa 發(fā)電機(jī) ② 60％

【解析】試題分析：從題可知，電動(dòng)巡邏車以額定功率勻速行駛，知道電動(dòng)機(jī)的額定功率和工作時(shí)間，可利用公式W=Pt計(jì)算出消耗的電能；知道電動(dòng)機(jī)能把80%的電能用來(lái)克服阻力做功，從而可以計(jì)算出電動(dòng)巡邏車克服阻力做的功，知道人和車的質(zhì)量，可利用公式G=mg計(jì)算出人和車的總重力，而所受的阻力為人車總重的0.04倍，從而可以計(jì)算出阻力的大小，最后再利用公式計(jì)算出巡邏車通過(guò)的路程；已經(jīng)計(jì)算出人和車的總重力，在水平面上壓力和重力相等，又知道輪胎與地面的總接觸面積，可利用公式計(jì)算出人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)；W=Pt=3000W

S=W/F=

p=F/S=9000N/9×10-2m2=1×105Pa