Question

（2013?鄭州模擬）電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具（如圖）．電動自行車騎行時，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(shù)參數(shù)．
（1）行駛過程中輪胎與地面的總接觸面積為0.01m²，當一個體重為60千克的人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？（g取10N/kg）

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

（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）

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=

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）已知蓄電池的電壓和容量，可利用公式W=UQ求儲存的能量．
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）由題意可知，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，
所以電動自行車對地面的壓力為：F=G_總=（m_車+m_人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N，
電動自行車行駛時與地面的接觸面積：S=0.01m²，
則電動自行車行駛時對地面的壓強：P=

F

S

=

1000N

0.01m2

=1.0×10⁵Pa．
答：地面受到的壓強是1.0×10⁵Pa．
（2）蓄電池儲存的電能：W=UQ=UIt=48V×12A×3600s=2073600J．
電動自行車克服阻力所做的功W_有用=ηW=2073600J×80%=1658880J．
電動自行車在平直公路上勻速行駛時F=f
電動自行車行駛的路程s=

W有用

F

=

1658880J

40N

=41472m．
答：蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動行駛41472m．
（3）摩托車使用的是汽油機，它工作時要消耗汽油，而汽油在燃燒時并不能完全的燃燒，且汽油機工作時會排出大量的廢氣，廢氣帶走相當多的熱量白拜浪費掉了，所以汽油機的效率不是很高，約為40%；
而電動自行車使用的是電動機，它工作時將電能轉(zhuǎn)化為動能，不會產(chǎn)生廢氣，且由于電動機的效率比較高為80%，所以電動機更節(jié)能一些，當然還有一個優(yōu)點，就是沒有噪音．
缺點：蓄電池一般使用壽命短，廢棄后的電池污染環(huán)等．

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．