Question

2．若質(zhì)量為60kg的人騎該車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛10分鐘，受到的阻力是人與車總重的0.02倍，g=10N/kg．求

質(zhì)量	40kg	最高車速	30km/h
行駛時(shí)輪胎 著地總面積	0.02m2	電池容量	10A•h
蓄電池工作電壓	36V	效率	80%

（1）車行駛時(shí)對地面的壓強(qiáng)
（2）電動(dòng)機(jī)牽引力做功的功率
（3）10分鐘內(nèi)電動(dòng)車消耗的電能？

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)車對地面的壓力等于人和電動(dòng)車的總重力，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出車對地面的壓強(qiáng)；
（2）當(dāng)自行車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，根據(jù)題意求出電動(dòng)自行車受到的阻力，再根據(jù)二力平衡條件求出牽引力，最后根據(jù)P=Fv求出電動(dòng)機(jī)牽引力做功的功率；
（3）根據(jù)W=Pt求出行駛10分鐘，電動(dòng)機(jī)對自行車做的功；
根據(jù)效率公式求出行駛10分鐘，電動(dòng)機(jī)消耗的電能．

解答 解：（1）車對地面的壓力：
F=G=G_人+G_車=m_人g+m_車g=60kg×10N/kg+40kg×10N/kg=1000N，
該人在騎行時(shí)對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{0.02{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（2）電動(dòng)自行車受到的阻力：
f=0.02G=0.02mg=0.02×（40kg+60kg）×10N/kg=20N；
因勻速行駛的電動(dòng)車受到的阻力和牽引力是一對平衡力，
所以F=f=20N；
牽引力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=20N×6m/s=120W．
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，電動(dòng)車行駛10分鐘牽引力做的功：
W=Pt=120W×600s=7.2×10⁴J．
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可得消耗的電能：
W_總=$\frac{W}{η}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{80%}$=9×10⁴J．
答：（1）車行駛時(shí)對地面的壓強(qiáng)為5×10⁴Pa；
（2）電動(dòng)機(jī)牽引力做功的功率為120W；
（3）10分鐘內(nèi)電動(dòng)車消耗的電能為9×10⁴J．

點(diǎn)評 本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用和功率、功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用，還要注意知道電動(dòng)的效率是指電動(dòng)機(jī)對自行車做的功和電動(dòng)機(jī)消耗電能的比值．