問題詳情:
一種正在研製中的太陽能動力車如圖,它上面的太陽能接收板的有效面積為S=8m2,天氣晴朗、接收板正對着太陽時,每1m2面積上每1s內接收到的太陽能是1.0×103J.正常運行時:這種車將太陽能轉化成機械能的效率可達12%.求:
(1)2h內太陽能動力車接收到的太陽能是多少J?
(2)正常運行時該車的功率可達多少kW?
(3)若該車(含載重)的總質量為160kg,沿水平路面行駛時受到的阻力為總重力的,則它在水平路面上勻速行駛的速度可達多少m/s?(運算中取g=10N/kg)
【回答】
【考點】太陽能的其他相關計算.
【分析】(1)知道太陽能動力車每1m2面積上每1s內接收到的太陽能、太陽能接收板的有效面積,可求2h車接收到的太陽能;
(2)知道這種車正常運行時將太陽能轉化成機械能的效率,根據效率公式η=×100%求2h車轉化成的機械能,利用功率公式P=求車的功率;
(3)知道車的總質量,利用G=mg求車的總重力,進而求出車沿水平路面行駛時受到的阻力,因為車做勻速直線運動,所以車受到的牽引力和阻力為平衡力,據此可求牽引力;求出了車的功率,利用P===Fv求車在水平路面上勻速行駛的速度.
【解答】解:
(1)由題知,每1m2面積上每1s內接收到的太陽能是1.0×103J,
S=8m2,
2h車接收到的太陽能:
E=1.0×103J×8×3600×2=5.76×107J,
(2)由題知,正常運行時,這種車將太陽能轉化成機械能的效率可達12%,
因為η=×100%,
所以2h車轉化成的機械能:
W機=η×E=12%×5.76×107J=6.912×106J,
車的功率:
P===960W=0.96kW;
(3)車的總重力:
G=mg=160kg×10N/kg=1600N,
沿水平路面行駛時受到的阻力:
f=G=×1600N=160N,
由於車做勻速直線運動,
故牽引力:
F=f=160N,
由P=Fv得:
v===6m/s
答:(1)2h內太陽能動力車接收到的太陽能是5.76×107J;
(2)正常運行時該車的功率可達0.96kW;
(3)在水平路面上勻速行駛的速度可達6m/s.
知識點:太陽能
題型:計算題