Question

4．閱讀短文，回答問題：
汽車的再生制動(dòng)器
目前大多數(shù)汽車剎車時(shí)均采用油壓制動(dòng)．油壓制動(dòng)剎車時(shí)消耗的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能釋放掉，形成了能源的浪費(fèi)．而現(xiàn)在的混合動(dòng)力汽車采用再生制動(dòng)器，它能把汽車剎車制動(dòng)時(shí)消耗的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，同時(shí)產(chǎn)生汽車所需的制動(dòng)力，從而有效減少了汽車的燃油消耗、污染物排放和制動(dòng)器摩擦片的磨損．
汽車剎車時(shí)再生制動(dòng)器是無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動(dòng)器配合使用，產(chǎn)生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求．若某汽車以72km/h的速度行駛，剎車時(shí)再生制動(dòng)器產(chǎn)生的阻力隨時(shí)間變化的關(guān)系如表：

時(shí)間t/s	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6
再生剎車阻力f/×103N	8.0	8.1	8.4	9.0	10.0	10.0	10.0	7.5	5.0

再生制動(dòng)器只會(huì)把一部分的動(dòng)能再生使用，其余的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．汽車正常行駛時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉直至汽車停止的過程中，通過再生制動(dòng)器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率稱為儲(chǔ)能效率．儲(chǔ)能效率根據(jù)不同的使用環(huán)境有所不同．
（1）從能量轉(zhuǎn)化的角度看，汽車再生制動(dòng)器相當(dāng)于B
A、電動(dòng)機(jī)          B、發(fā)電機(jī)          C、汽油機(jī)
（2）汽車剎車時(shí)，再生制動(dòng)器所產(chǎn)生的剎車阻力大小隨時(shí)間的變化情況是D
A．逐漸增大                    B．先增大后不變
C．先增大后減小                D．先增大，后不變，再減小
（3）在甲圖中畫出汽車剎車時(shí)再生制動(dòng)器0～0.8s內(nèi)產(chǎn)生的剎車阻力隨時(shí)間變化的圖象．

（4）如果汽車制動(dòng)時(shí)需要產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×10⁴N，由圖甲可知t=0.5s時(shí)，油壓制動(dòng)器還需產(chǎn)生1.4×10³N的剎車阻力．
（5）某次測試中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，分別測出開啟和關(guān)閉再生制動(dòng)器兩種情況下，汽車通過的路程s與對(duì)應(yīng)的速度大小v，計(jì)算出動(dòng)能E_k，畫出了對(duì)應(yīng)的E_k-s 圖象如乙圖所示．由圖象可以求出此次測試中的儲(chǔ)能效率為A．
A.40%      B.60%      C.66.7%      D.90%

Answer 1

分析 （1）汽車再生制動(dòng)器將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，與發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化相同；
（2）根據(jù)表格中時(shí)間和剎車阻力大小的變化進(jìn)行判斷；
（3）利用數(shù)學(xué)描點(diǎn)法，描出剎車阻力和時(shí)間對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后用光滑的曲線連接起來；
（4）從作出的剎車阻力和時(shí)間的變化圖上，找出t=0.5s時(shí)再生制動(dòng)器產(chǎn)生的剎車阻力；再生剎車阻力與油壓產(chǎn)生的剎車阻力之和等于恒定的剎車阻力．
（5）根據(jù)兩次小車克服摩擦力做功的大小得出原來汽車動(dòng)能的大小、動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的大小，計(jì)算得出該次測試中儲(chǔ)能效率．

解答 解：（1）由題意可知，汽車再生制動(dòng)器將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，與發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化相同，故B符合題意；
（2）由表格數(shù)據(jù)知，汽車剎車時(shí)，再生制動(dòng)器所產(chǎn)生的剎車阻力大小隨時(shí)間先增大，后不變，然后減小，故選D．
（3）在圖上描出再生剎車阻力和時(shí)間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（0，8.0）（0.2，8.1）（0.4，8.4）（0.6，9.0）（0.8，10.0），然后用光滑的曲線連接起來．如圖．

（4）再生剎車阻力與油壓產(chǎn)生的剎車阻力之和等于恒定的剎車阻力，
由圖甲可知t=0.5s時(shí)再生制動(dòng)器產(chǎn)生的剎車阻力為8.6×10³N．
則油壓制動(dòng)器還需產(chǎn)生的剎車阻力為1×10⁴N-8.6×10³N=1.4×10³N．
（5）關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，關(guān)閉再生制動(dòng)器，汽車克服摩擦力做功，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由圖②可知，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車的動(dòng)能為E_K0=W=fs₂=f×（40m-30m）=10m×f，
開啟再生制動(dòng)器，由圖①可知，汽車克服摩擦力做功W=fs₁=f×（36m-30m）=6m×f，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為的電能為E=E_K0-E=10m×f-6m×f=4m×f，
則該次測試中儲(chǔ)能效率η=$\frac{E}{{E}_{K0}}$×100%=$\frac{4m×f}{10m×f}$×100%=40%．故選項(xiàng)A正確．
故答案為：（1）B；（2）D；（3）見上圖；（4）1.4×10³；（5）A．

點(diǎn)評(píng) 本題實(shí)際上考查的物理知識(shí)并不難，而是從圖上獲取再生剎車阻力、運(yùn)動(dòng)距離有一定的困難，給習(xí)題造成難度，并且本題的閱讀量比較大，也增加了習(xí)題的難度，學(xué)生們要克服這一點(diǎn)．