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15.为贯彻落实节能减排,电动小汽车有很大的发展空间,山东省预计到2020年建成充电站920座、充电桩35万个,建成“互联网+充电基础设施”智能服务平台.若每个充电桩对新能源小汽车的充电功率为 7000W,充电1h可使质量为1t、额定输出功率为12kW的新能源小汽车匀速直线行驶36km.设汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍,g取10N/kg.
(1)小汽车静止在水平地面上,轮胎与地丽的接触总面积为0.08m2时,小汽车对地面的压强多大?
(2)该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度多大?
(3)该小汽车将电能转化为机械能的效率多大?

分析 (1)汽车对地面的压力等于其重力,根据p=$\frac{F}{S}$求出压强;
(2)根据题意求出汽车行驶过程中受到的阻力,即牵引力,根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出行驶速度;
(3)根据W1=Fs求出牵引力做的功,再根据W2=Pt求出发动机做的总功,根据η=$\frac{{W}_{1}}{{W}_{2}}$求出转化效率.

解答 解:(1)汽车对水平地面的压力:
F=G=mg=1000kg×10N/kg=104N,
汽车对地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=1.25×105Pa;
(2)匀速行驶时的牵引力:
F=f=0.06G=0.06×104N=600N,
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得匀速行驶的速度:
v=$\frac{{P}_{输}}{F}$=$\frac{12000W}{600N}$=20m/s;
(3)牵引力做的功:
W有用=Fs=600N×36×103m=2.16×107J,
发动机做的总功:
W=Pt=7000W×3600s=2.52×107J,
小汽车将电能转化为机械能的效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{7}J}{2.52×1{0}^{7}J}$×100%≈85.7%.
答:(1)汽车对地面的压强1.25×105Pa;
(2)该小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度20m/s;
(3)小汽车将电能转化为机械能的效率85.7%.

点评 此题主要考查的是学生对重力、压强、功率、功和转化效率计算公式的理解和掌握,综合性较强,难度不大.

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