Question

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)力來源的汽車.有一質(zhì)量m=1 000 kg的混合動(dòng)力轎車,在平直公路上以v1=90 km/h勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50 kW.當(dāng)駕駛員看到前方有80 km/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=72 m后,速度變?yōu)関2=72 km/h.此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的用于轎車的牽引,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.求:

(1)轎車以90 km/h在平直公路上勻速行駛時(shí),所受阻力f的大小;

(2)轎車從90 km/h減速到72 km/h過程中,獲得的電能E電;

(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′.

Answer 1

解析:(1)轎車牽引力與輸出功率的關(guān)系P=F牽v1

代入數(shù)據(jù)得F牽==2×103 N.

轎車勻速行駛時(shí),牽引力與阻力大小相等,

有f=2×103 N.

(2)在減速過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)只有P用于汽車的牽引.根據(jù)動(dòng)能定理有Pt-fL=m-m

代入數(shù)據(jù)得Pt=1.575×105 J

電源獲得的電能為E電=50%×Pt=6.3×104 J.

(3)根據(jù)題設(shè),轎車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為f=2×103 N.在此過程中,由能量守恒定律可知,僅有電能用于克服阻力做功,則E電=fL′

代入數(shù)據(jù)得L′=31.5 m.

答案:(1)2×103 N　(2)6.3×104 J　(3)31.5 m