Question

5．電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具．電動騎行時，蓄電池對車上電動機供電，電動機為車提供動力．下表是某型號電動自行車主要技術參數(shù)．

整  車	整車質(zhì)量	40kg
	最高車速	≤30km/h
	最大噪聲	≤62dB
蓄電池	蓄電容量	0.576kw•h
電動機	額定電壓	48V
	額定功率	240W

（1）行駛過程中每個輪胎與地面的接觸面積為50cm²，當一個質(zhì)量為50Kg的中學生騎著該電動自行車在平直的公路上行駛時，地面受到的壓強是多大？（取g=10N/kg）
（2）若蓄電池儲存能量的80%用于電動自行車行駛克服阻力做功，電動自行車在平直公路上勻速行駛時受到的平均阻力為40N，蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動行駛多遠？
（3）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動自行車有什么優(yōu)缺點？（各舉一條）整車整車質(zhì)量40kg最高車速≤30km/h最大噪聲≤62dB蓄電池蓄電容量0.576kW•h電動機額定電壓48V額定功率240W．

Answer 1

分析 （1）要求電動自行車對地面的壓強，根據(jù)壓強公式p=$\frac{F}{S}$可知，需要先算出電動自行車對地面的壓力和與地面的接觸面積．電動自行車對地面的壓力等于電動自行車的重力與中學生的重力之和，重力可根據(jù)公式G=mg求出，然后即可求出地面受到的壓強．
（2）已知電動自行車的效率和儲存的能量，可先求出電動自行車克服阻力所做的功，利用W=Fs可求出電動自行車能行駛的距離．
（3）摩托車的發(fā)動機屬于內(nèi)燃機，消耗汽油會排出大量的廢氣，內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)化效率不高；而電動機是將電能轉(zhuǎn)化為動能，不會產(chǎn)生廢氣，從表格中的數(shù)據(jù)可知，電動機的效率很高．從環(huán)保和節(jié)能的角度來分析缺點．

解答 解：（1）電動自行車行駛時對地面的壓力等于電動自行車的重力與中學生的重力之和，
電動自行車對地面的壓力為：
F=G_總=（m_車+m_人）g=（40kg+50kg）×10N/kg=900N，
電動自行車行駛時與地面的接觸面積：
S=2×50cm²=100cm²=0.01m²，
則電動自行車行駛時對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{0.01{m}^{2}}$=9×10⁴Pa．
（2）蓄電池儲存的電能：
W=0.576kW•h=2.0736×10⁶J．
電動自行車克服阻力所做的功：
W_有用=ηW=2.0736×10⁶J×80%=1.65888×10⁶J．
電動自行車在平直公路上勻速行駛時：F=f，
由W=Fs可知，電動自行車行駛的路程：
s=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{1.65888×1{0}^{6}J}{40N}$=41472m．
（3）電動自行車的優(yōu)點：節(jié)能、無尾氣、噪音��；
缺點：蓄電池一般使用壽命短，廢棄后的電池污染環(huán)等．
答：（1）地面受到的壓強是9×10⁴Pa．
（2）蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動行駛41472m．
（3）優(yōu)點：節(jié)能環(huán)保；缺點：蓄電池一般使用壽命短．

點評 本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動自行車，考查了重力的計算，壓強的計算，熱機、電動機的效率，解決這類綜合性題目要求有扎實的物理功底，還要有提取信息的能力，具體分析求解．