“霾”主要指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。根据目前的认识,机动车尾气排放、煤炭燃烧和工业生产的燃烧过程中排放的二氧化硫和氮氧化物等是产生霾的主要来源。它会对人的呼吸系统、神经系统等产生影响。将汽车由燃烧汽油、柴油等改为使用电力,是从源头减少“霾”的重要措施。一辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,拥有三十多个座位,其电池每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让客车一次性跑500km,客车时速最高可达180km。如果客车总质量为9×103kg。当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150A,电压U=300V。在此行驶状态下(取g=10 m/s2),求:
(1)驱动电机的输入功率;
(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力的大小;
(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果,简述你对该设想的思考。
(已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%)
如图所示,质量为M=20kg的物体从光滑曲面上高度为h=0.8m处释放,到达底端时水平进入传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3m/s。已知物体与传送带之间的动摩擦因素为0.1.物体冲上传送带后就撤走光滑曲面。
(1)若两皮带轮之间的距离是6m,物体将从哪一边离开传动带?(g=10m/s2)
(2)若皮带轮的距离足够大,从M滑上到离开传送带的整个过程中,由于M和传送带间的摩擦而产生了多少热量?电动机多做的总功又是多少?
如图滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零。已知运动员的质量50kg,h=1.4m,H=1.8m,不计圆弧轨道上的摩擦。求: (g=10m/s2)
(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少?
(2) 运动员与BC轨道的动摩擦因数?
(3) 运动员最后停在BC轨道上何处?
竖直向上抛出质量为0.1kg的石头,石头上升过程中,空气阻力忽略不计,石头离手时的速度是20m/s.求:(g取10m/s2)
(1)石头离手时的动能;
(2)石头能够上升的最大高度;
(3)石头离地面15m高处的速度
额定功率为80kw的汽车在水平平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2t,如果汽车从静止开始做匀加速运动,设运动过程中阻力不变,加速度大小为2m/s2,求:
(1)汽车受阻力多大?
(2)3s末汽车的瞬时功率多大?
(3)汽车做匀加速运动的过程可以维持多长时间?
如图所示,一位滑雪运动员从高度h=30m的斜坡顶端无初速滑下。斜坡倾角θ=37°,滑雪板与雪面滑动摩擦因素为0.1。以运动员和滑板为整体研究,其质量m=50kg。则在运动员滑至坡底的过程中,求:该整体所受各个力做的功分别是多少?(不计空气阻力,g=10m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8)