Question

隨著新能源、低碳等理念的普及，小華做了完全以太陽(yáng)能電池為能源的汽車(chē)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)．以下是他查到的一些數(shù)據(jù)：陽(yáng)光穿過(guò)太空和地球周?chē)�的大氣層到達(dá)地面的過(guò)程中的能量損耗約為51%；太陽(yáng)光垂直照射時(shí)，太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為15%．假設(shè)一輛太陽(yáng)能電池車(chē)的總質(zhì)量約為750kg，期望達(dá)到的最高時(shí)速為72km/h，車(chē)輛行駛過(guò)程中的平均阻力約為車(chē)重的0.02倍，車(chē)身最多能鋪設(shè)的太陽(yáng)能電池板的面積約為8m²，驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率．
（1）汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率；
（2）車(chē)上的太陽(yáng)能電池板能提供的最大功率（保留整數(shù)）

Answer 1

（1）∵m=750kg，g=10N/kg，
∴汽車(chē)的重力為：G=mg=750kg×10N/kg=7500N，
而該車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則推力等于該車(chē)受到的阻力，
∵車(chē)輛行駛過(guò)程中的平均阻力約為車(chē)重的0.02倍，
∴推力的大小為：F=f=0.02G=0.02×7500N=150N，
而v=72km/h=20m/s，
∴汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率：P_機(jī)=Fv=150N×20m/s=3000W．
（2）∵驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率，而P_機(jī)=3000W，
∴太陽(yáng)能電池板能提供的最大功率為：P_電=

P機(jī)

η

=

3000W

90%

≈3333W．
答：（1）汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率為3000W．
（2）車(chē)上的太陽(yáng)能電池板能提供的最大功率為3333W．