Question

1．近年來，以電池為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車研發(fā)取得了長足的進(jìn)步．某品牌的電動(dòng)汽車在水平路面上行駛，若汽車質(zhì)量和在水平路面上行駛過程中所受阻力均恒定（不計(jì)空氣阻力），請回答下列問題：
（1）該汽車勻速爬上傾角為30°的斜坡時(shí)，汽車的動(dòng)能不變，重力勢能增大，機(jī)械能增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）如果該汽車以v的速度在水平路面上行駛，且牽引力的功率為P，在行駛t₁時(shí)間內(nèi)消耗的電能為E，在這個(gè)過程中，摩擦阻力為$\frac{P}{v}$，汽車的效率為$\frac{P{t}_{1}}{E}$；
（3）若汽車在相同的水平路面上以$\frac{v}{2}$的速度勻速行駛，行駛時(shí)間為t₂，則牽引力在t₂時(shí)間內(nèi)做的功為$\frac{P{t}_{2}}{2}$．（以上兩問用給定的字母表示）
（4）純電動(dòng)汽車與內(nèi)燃機(jī)汽車比較，優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保．（寫出一條即可）

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能和物體的質(zhì)量、速度有關(guān)；重力勢能和物體的質(zhì)量、高度有關(guān)；機(jī)械能等于動(dòng)能和勢能之和；
（2）據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)可知，牽引力等于摩擦力；而后據(jù)效率的公式計(jì)算即可；
（3）據(jù)P=Fv和速度的公式，結(jié)合W=FS計(jì)算即可得出答案；
（4）純電動(dòng)節(jié)能環(huán)保車使用電池作動(dòng)力源，走起來比燃油車的響聲小得多，同時(shí)也不會(huì)排放氣體．

解答 解：（1）該汽車勻速爬上傾角為30°的斜坡時(shí)，汽車的質(zhì)量不變，速度不變，故動(dòng)能不變；同時(shí)高度增加，故重力勢能增大；機(jī)械能等于動(dòng)能和勢能之和，故機(jī)械能增大；
（2）汽車在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則牽引力等于摩擦力，
根據(jù)P=Fv可知，f=F=$\frac{P}{v}$；
此過程中的有用功：W_有=Pt₁，
所以，汽車的效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{P{t}_{1}}{E}$；
（3）汽車在相同水平路面上以$\frac{v}{2}$的速度勻速行駛，因?yàn)閴毫Σ蛔�，接觸面粗糙程度不變，所以阻力不變；因?yàn)檐囎鰟蛩僦本�運(yùn)動(dòng)，說明牽引力等于阻力也不變，所以F大小仍然和第2問的F相同，即F=$\frac{P}{v}$；
此時(shí)汽車的功率P'=F$\frac{v}{2}$=$\frac{P}{v}$×$\frac{v}{2}$=$\frac{P}{2}$，t₂時(shí)間內(nèi)牽引力做的功為W'=P't₂=$\frac{P}{2}$t₂=$\frac{P{t}_{2}}{2}$；
（4）由題意“純電動(dòng)節(jié)能環(huán)保車使用電池作動(dòng)力源，走起來比燃油車的響聲小得多，同時(shí)也不會(huì)排放氣體”及計(jì)算結(jié)果歸納出環(huán)保車的特點(diǎn)：節(jié)能體現(xiàn)在該電動(dòng)車的效率高，環(huán)保體現(xiàn)在噪音小、無廢氣排放．
答：（1）不變；增大；增大；
（2）$\frac{P}{v}$；$\frac{P{t}_{1}}{E}$；
（3）$\frac{P{t}_{2}}{2}$；
（4）環(huán)保．

點(diǎn)評 此題考查了機(jī)械能的變化、功、功率、速度、效率等的計(jì)算，是一道綜合題，難度較大．