Question

上海國際一級方程式賽車場呈“上”字造型，賽道總長約5.4公里，擁有14個不同轉彎半徑的彎道和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動方向。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，賽場安排了巡警，如圖是巡警所用的某品牌電動巡邏車，其主要技術參數如表所示。已知該電動巡邏車在水平路面上勻速行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍，設該電動機能把電能全部用來牽引巡邏車克服阻力做功。總質量為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電動機消耗了多少電能？

②巡邏車通過了多少路程？

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

（2）賽車運動對汽車工業的促進作用很大，為節約能源．目前汽車剎車器均采用油壓制動。油壓制動剎車時消耗的機械能以內能形式排放掉，形成能源的浪費。現有一種汽車再生制動器，能把汽車剎車制動時消耗的機械能轉化為電能而儲存起來，有效地利用了能量。將汽車正常行駛時關閉發動機，直至汽車停止的過程中，通過再生制動器將動能轉化為電能的效率稱為儲能效率。從能量轉化的角度看，汽車再生制動器相當于          。（電動機/汽油機/發電機）

（3）某次測試過程中，先讓汽車正常行駛，然后關閉發動機，分別測出開啟和關閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應的速度大小v，計算出動能E_k，作出E_k-s圖像，如圖�？梢钥闯�，開啟再生制動器進行測試的圖線是①、②中的_______，該次測試中儲能效率為______。

 

Answer 1

【答案】

（1）①1.8×10⁶J   （1分） ②5000m （1分）③1×10⁵Pa   （2分，公式1分，過程和結果1分）

（2）發電機  （3）②   60%

【解析】

試題分析：（1）①W=Pt=3000W×10×60S=1.8×10⁶J     （1分）

②F=f_阻=0.04G=0.04（m_車+m_人）g=0.04×（680Kg+220Kg）×10N/Kg=360N   （1分）

S=W/F=1.8×10⁶J/360N=5000m                                      （1分）

③p=F/S=9000N/9×10^-2m²=1×10⁵Pa                  （2分，公式1分，過程和結果1分）

（2）根據題中“把汽車剎車制動時消耗的機械能轉化為電能而儲存起來”判斷：汽車再生制動器相當于發電機；

（3）根據圖像信息判斷，②圖線動能減小快，通過距離短，說明開啟了再生制動器；

從圖中兩次開始減速到停止的距離來看，關閉再生制動器前進了10m，開啟再生制動器前進了4m，相比減小了，也就是有60%的動能轉化為了電能，所以儲能效率為60%。

考點：電能的計算；功的計算；壓強計算；能的轉化。

點評：本題考查了電功、速度、壓強公式的應用，會識圖、能從圖象得出相關信息結合汽車關閉發動機后的能量轉化情況分析是本題的關鍵．