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Quaranta是當前問世的外表最圓潤同時也最富動感的太陽能汽車之一(如圖甲所示).其前風(fēng)窗玻璃和頂蓋玻璃皆采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成,車身輕便靈活.電池完全由太陽能供能——通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能.某輛太陽能汽車接收太陽光能的面板面積S=8m2,太陽照射時產(chǎn)生U=120V的電壓,并對整車提供最大為10A的電流,機車最大可獲得800W的機械功率.設(shè)太陽光照射到地面上1平方米面積上的輻射功率P0=1.0×103W. 該車加速性能優(yōu)越,從靜止開始加速100m的路程最短僅需5s.
(1)車載導(dǎo)航系統(tǒng)是利用 來傳遞信息的;車窗玻璃能有效防止來自太陽的輻射,主要是能阻擋太陽光中的 .
(2)若設(shè)計Quaranta車身的材料應(yīng)具有強度高且輕便的特點,則下表所列的材料中,最為理想的是 .
材料 技術(shù)指標 | 錳鋼 | 鋁合金 | 鈦合金 | 碳纖維 |
性能(強度) | 強 | 較弱 | 較強 | 強 |
密度/kg·m-3 | 7.9×103 | 3.0×103 | 4.5×103 | 1.6×103 |
(3)Quaranta從靜止加速100m路程的過程中可以達到的最大平均速度為 m/s.
(4)太陽能屬于 (選填“一次”或“二次”)能源;太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為 .
(5)若該汽車在水平路面上以最大機械功率P運動,一段時間后再將功率減小到P1,并保持此功率運動,其運動的速度時間圖線如圖乙所示,設(shè)運動過程中小車所受阻力恒定不變.則阻力為 N.P1= W.
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新型電動車—整車充當充電電池
國外正在研發(fā)電動汽車,讓整個車身充當一塊充電電池.駕駛者可以在頭天晚上將這款電動汽車插上電源充電,目前,帝國理工學(xué)院正在研發(fā)一種碳纖維與聚合樹脂的復(fù)合材料,能夠以超過常規(guī)電池的速度儲存更多能量.這種材料異常堅固并且易于彎曲,可用于制造汽車的車身面板.如果使用這種新材料取代鋼材料車身面板,電動汽車的重力最多可減少15%.該汽車運用傳感技術(shù),便于探測到前方的自行車、行人、路標.
(1)電動汽車插上電源充電過程中,將_______能轉(zhuǎn)化為________能;
(2)若汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力,5min內(nèi)勻速直線行駛了9000m.汽車受到水平方向的阻力是_________N,該汽車工作時的功率是 。
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“龜兔賽跑”是同學(xué)們很熟悉的寓言故事,本來,兔子跑的速度要比烏龜?shù)目,但由于兔子的驕傲自滿,在途中睡了一大覺,結(jié)果在賽跑中輸了 。對此,兔子很是不服氣,幾經(jīng)交涉便有了下面的“龜兔登山比賽”。
在這次比賽中,兔子吸取了前次比賽失利的教訓(xùn),發(fā)誓在途中再也不睡覺了。假定兔子
和烏龜?shù)馁|(zhì)量相等,均為1Kg,它們登山時各自的速度保持不變,山頂比山腳高300m。擔(dān)任這次比賽的裁判分別是小山羊和小狗。
當比賽結(jié)束時,兩位裁判的記錄相同,兔子用了5min,烏龜用了6h。然而兩位裁判卻各自己見,作出了不同的裁決:
小狗裁判宣布:“兔子和烏龜不分勝負,平局”,其理由是:它們所做的功相等。
接著,小山羊裁判卻宣布:“兔子獲勝”。其理由是:雖然兩者在比賽中所做的功相等,但兔子用的時間少,功率大,烏龜用的時間多,功率小。
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(1)你認為誰裁決得對?并簡單說明其理由。
(2)你認為功和功率有什么區(qū)別?要求寫出2條。
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用如圖所示滑輪組提升重物.人用500N的拉力F,15s內(nèi)使重為900N的物體勻速上升了3m.不計繩重和摩擦,求:
(1)動滑輪的重.
(2)人拉繩子做功的功率.
(3)滑輪組的機械效率.
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“引體向上”是同學(xué)們經(jīng)常做的一項健身運動.該運動的規(guī)范動作是:兩手正握單杠,由懸垂開始;上提時,下顎須超過杠面;下放時,兩臂放直,不能曲臂.劉強能在25s內(nèi)連續(xù)做16個規(guī)范的引體向上動作.已知劉強的質(zhì)量是50kg,每次引體上升的高度如圖所示.(g=10N/kg)
(1)在他勻速提升自己身體的過程中,動能 ,重力勢能 ,機械能 .(以上選填“變大”“變小”或“不變”)
(2)如果人的平均密度等于水的密度,那么劉強的體積大約是多大?
(3)劉強做動作時的平均功率是多大?
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小林用如圖所示的滑輪組在20s的時間內(nèi)把重為120N的重物勻速提升了6m,拉力所做的功為900J.求:
(1)小林所做的有用功功率;
(2)滑輪組的機械效率;
(3)拉力的大小.
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一輛汽油和電力混合轎車,僅憑汽油動力在平直公路上以v1 =" 90" km/h勻速行駛時,輸出功率P = 50kW.當駕駛員看到前方55m處有超速違章拍照裝置(限速70km/h)時,在保持輸出功率不變的情況下,立即啟動充電裝置給電池充電,達到使轎車減速的目的,轎車行駛3s后,速度減為v2 = 70km/h,在這一段時間內(nèi),轎車的平均速度v =" 72" km/h,發(fā)動機輸出功率的80%用于充電,充電效率為 50%.轎車在上述過程中所受的阻力保持不變.
⑴ 求轎車所受阻力的大;
⑵ 通過計算判斷轎車是否會因為超速而被拍照;
⑶ 若將上述過程充電所獲得的電能全部用來維持 90 km/h勻速行駛,求轎車行駛距離.
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某物體在豎直方向受到90N的拉力,以0.2m/s的速度勻速向上運動.(空氣阻力不計)求:
(1)物體在10s內(nèi)上升的距離.
(2)物體受到的重力.
(3)如圖所示,若改用機械效率為80%的滑輪組,用10N的拉力使物體仍以0.2m/s的速度勻速向右移動,求10s內(nèi)人對物體所做的有用功率.
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公交公司最近更換了一批新型混合動力公交車,在進行新車測試時獲得一些數(shù)據(jù):新型公交車總質(zhì)量為4×103kg,輪胎與地面總接觸面積為0.4m2,車勻速行駛時所受阻力是車總重的0.5倍,公交車在牽引力作用下在平直公路上勻速行駛,2min內(nèi)行駛了1200m(取g=10N/kg,忽略司機的質(zhì)量).求:
(1)新型公交車靜止時對水平地面的壓強是多少?
(2)2min內(nèi)牽引力所做功及功率各是多少?
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