Question

1．小亮對(duì)家里的電動(dòng)自行車進(jìn)行了測試，他騎車在平直的路面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，獲得如圖所示的速度v和牽引力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象．已知?jiǎng)蛩傩旭倳r(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入電壓為48V，輸入電流5A．由圖可知8～14s電動(dòng)自行車受到的阻力為30N；電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)．電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%．

Answer 1

分析 （1）觀察速度-時(shí)間圖象，電動(dòng)自行車在0～8s速度越來越快，8～14s，速度不再變化；
觀察牽引力-時(shí)間圖象，在8～14s牽引力大小不變，由于電動(dòng)車勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；
（2）利用P=fv求電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}}$×100%求電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

解答 解：（1）由速度-時(shí)間圖象可知，電動(dòng)自行車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是先加速、后勻速；
由牽引力-時(shí)間圖象可知，在8～14s牽引力大小F=30N，
因?yàn)樵?～12s勻速運(yùn)動(dòng)，所以摩擦力f=F=30N．
（2）由速度-時(shí)間圖象可知，電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)速度v=6m/s，
則克服摩擦力做功的功率：
P_有用=fv=30N×6m/s=180W，
電動(dòng)機(jī)輸入總功率：
P_總=UI=48V×5A=240W，
所以電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%
=$\frac{{P}_{有用}t}{{P}_{總}t}$×100%
=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}}$×100%
=$\frac{180W}{240W}$×100%
=75%．
故答案為：30；75%．

點(diǎn)評(píng) 本題以電動(dòng)車為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力，關(guān)鍵是明確效率可以利用η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}}$×100%求計(jì)算，體現(xiàn)了學(xué)以致用，有意義！