Question

5．電動(dòng)自行車(chē)是倍受人們青睞的一種交通工具．電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車(chē)上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車(chē)提供動(dòng)力．下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車(chē)主要技術(shù)參數(shù)．

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

（1）行駛過(guò)程中每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為50cm²，當(dāng)一個(gè)質(zhì)量為50Kg的中學(xué)生騎著該電動(dòng)自行車(chē)在平直的公路上行駛時(shí)，地面受到的壓強(qiáng)是多大？（取g=10N/kg）
（2）若蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車(chē)行駛克服阻力做功，電動(dòng)自行車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)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(dòng)行駛多遠(yuǎn)？
（3）從環(huán)保的角度，與摩托車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（各舉一條）整車(chē)整車(chē)質(zhì)量40kg最高車(chē)速≤30km/h最大噪聲≤62dB蓄電池蓄電容量0.576kW•h電動(dòng)機(jī)額定電壓48V額定功率240W．

Answer 1

分析 （1）要求電動(dòng)自行車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$可知，需要先算出電動(dòng)自行車(chē)對(duì)地面的壓力和與地面的接觸面積．電動(dòng)自行車(chē)對(duì)地面的壓力等于電動(dòng)自行車(chē)的重力與中學(xué)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(qiáng)．
（2）已知電動(dòng)自行車(chē)的效率和儲(chǔ)存的能量，可先求出電動(dòng)自行車(chē)克服阻力所做的功，利用W=Fs可求出電動(dòng)自行車(chē)能行駛的距離．
（3）摩托車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，消耗汽油會(huì)排出大量的廢氣，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)化效率不高；而電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，從表格中的數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)機(jī)的效率很高．從環(huán)保和節(jié)能的角度來(lái)分析缺點(diǎn)．

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

點(diǎn)評(píng) 本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動(dòng)自行車(chē)，考查了重力的計(jì)算，壓強(qiáng)的計(jì)算，熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)的效率，解決這類(lèi)綜合性題目要求有扎實(shí)的物理功底，還要有提取信息的能力，具體分析求解．