问题
问答题
一辆总质量为M=6.0×102 kg的太阳能汽车，使用太阳能电池供电，它的集光板能时刻正对着太阳．太阳能电池可以对电动机提供U=120V电压和I=10A的电流，汽车正常工作时，车上电动机将电能转化为机械能的效率η为60%．已知太阳向外辐射能量的总功率为P总=3.9×1026W．太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗．太阳光垂直照射到地面上时，单位面积的辐射功率P0=1.0×103W/m2．半径为R的球面积公式为S=4πR2．
（1）若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍，求这辆车行驶的最大速度；
（2）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离．
答案
（1）电动机的功率 P=UI=1200W
电动机输出的机械功率 P机=ηP电=720W
当汽车以最大速度行驶时 F牵=Ff=0.05Mg=300N
根据 P机=F牵vm
求出最大速度 vm=2.4m/s
（2）设太阳到地面的距离是R，以太阳为球心，以R为半径的面积为S=4πR2
由题意可知
=P0 得：R=P总×72% S 0.18P总 πP0
代入数据求出 R=1.5×1011m
答：（1）若这辆车在行驶过程中所受阻力是车重的0.05倍，则这辆车行驶的最大速度为2.4m/s；
（2）根据题目所给出的数据，估算太阳到地球表面的距离为1.5×1011m．