节能环保，绿色出行，混动汽车成为发展方向．王老师家买了一辆油电混合动力轿车，额定输出功率是80kW．当王老师驾驶该车仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶时，看到前方50m处

Question

节能环保，绿色出行，混动汽车成为发展方向．王老师家买了一辆油电混合动力轿车，额定输出功率是80kW．当王老师驾驶该车仅凭汽油动力在平直公路上以v₁=90km/h匀速行驶时，看到前方50m处有超速违章拍照装置（限速70km/h），在保持输出功率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到使轿车减速的目的，轿车行驶3s后，速度减为v₂=70km/h，在这一段时间内，轿车的平均速度为v=72km/h，发动机输出功率的80%用于充电，充电效率为50%．轿车在上述过程中所受阻力保持不变．
（1）求轿车所受阻力的大小；
（2）用过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照；
（3）若将上述过程充电所获电能全部用来维持90km/h匀速行驶，求轿车行驶距离．

Answer 1

（1）汽车匀速行驶的速度为：v₁=90km/h=25m/s；
由P=Fv可得阻力：f=F=(P)/(v1)=(8×104W)/(25m/s)=3200N；
（2）在这一段时间内，轿车的平均速度为v=72km/h=20m/s，
由v=(s)/(t)可得，这段时间内汽车通过的距离为：s=vt=20m/s×3s=60m>50m，故会被拍照；
（3）上述过程充电所获得的电能：
W_电=Pt×80%×50%=8×10⁴W×3s×80%×50%=96000J；
获得的电能全部用来维持90km/h匀速行驶，则牵引力所做的功：W=W_电=96000J，
由W=Fs可得，汽车行驶距离：s=(W)/(F)=(W)/(f)=(96000J)/(3200N)=30m．
答：（1）轿车所受阻力的大小为3200N；
（2）会被拍照；
（3）轿车行驶距离为30m．