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开发新能源,共创碧水蓝天.太阳能等新型能源的开发和利用是解决社会发展的能源危机、环境污染的必由之路.如图所示,是世界上最大的太阳能飞机,重达2.3吨,该飞机机身和机翼均采

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开发新能源,共创碧水蓝天.太阳能等新型能源的开发和利用是解决社会发展的能源危机、环境污染的必由之路.如图所示,是世界上最大的太阳能飞机,重达2.3吨,该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料,机翼上安装有高效太阳能电池板,能提供65kw的最大功率,该飞机的最大飞行速度为40km/h.假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2,g取10N/kg,求
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(1)太阳能属于___(选填“可再生”或“不可再惟”)能源.
(2)飞机停在水平地面时对地面的压强大小;
(3)当飞机发动机的输出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平匀速飞行时,发动机的牵引力大小;
(4)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h,发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?(航空燃油的热值取4×107/kg,密度取0.75×103kg/m3
▼优质解答
答案和解析
(1)太阳能可从自然界不断获得,属可再生能源;
(2)飞机在水平地面,对地面的压力:
F=G=mg=2.3×103kg×10N/kg=2.3×104N;
飞机对地面的压强:
p=
F
S
=
2.3×104N
0.1m2
=2.3×105Pa;
(3)飞机的速度:v=108km/h=30m/s,
由P=
W
t
=
Fs
t
=Fv得,发动机的牵引力:
F=
P
v
=
60×103W
30m/s
=2×103N;
(4)由P=
W
t
得,发动机输出的能量:
W=Pt=60×103W×3600s=2.16×108J;
由题知,航空燃油完全燃烧时释放的能量:Q=W=2.16×108J,
由Q=qm得,航空燃油的质量:
m=
Q
q
=
2.16×108J
4×107J
=5.4kg.
根据ρ=
m
V
得,体积:
V=
m
ρ
=
5.4kg
0.75×103kg/m3
=7.2×10-3m3=7.2L.
答:(1)可再生;
(2)飞机停在水平地面时对地面的压强大小为2.3×105Pa;
(3)发动机的牵引力大小为2×103N;
(4)发动机输出的能量为2.16×108J;相当于7.2L航空燃油完全燃烧时释放的能量.
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