Question

3．電動自行車以其輕便、經(jīng)濟、環(huán)保倍受消費者青睞，60Kg的小明新買一電動自行車，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示．他買的自行車還有一功能：當關(guān)閉電源開關(guān)，用力踩腳踏板時，它還可以對電機充電，實現(xiàn)自發(fā)電．一天，電動自行車載著小明以7m/s的速度在水平地面勻速行駛了1個小時，受到的阻力為總重的0.03倍．電動自行車的結(jié)構(gòu)和使用涉及到許多自然科學的知識，請你從自行車的結(jié)構(gòu)、使用、能量轉(zhuǎn)化等方面講出四條與所學物理知識相關(guān)的內(nèi)容，或利用題中所給的數(shù)據(jù)求出四個末知量（要有完整的計算過程，g=10N/Kg）．

型號	TKR0178Z
無刷電機	48V  400W
鉛蓄電池	48V  80Ah
整車質(zhì)量	80Kg
與地接觸總面積	1dm2

Answer 1

分析 （1）自行車上運用物理知識很多：力學、聲學、光學、熱學、電學等等．主要涉及到力學的內(nèi)容，我們可以從質(zhì)量、密度、重力、摩擦、氣壓、杠桿各個方面考慮．
（2）利用速度公式可求1小時內(nèi)行駛的路程；利用G=mg可求小明的重力；利用p=$\frac{F}{S}$可求對地面的壓強；利用力的平衡和阻力與重力的關(guān)系計算阻力的大小．還可以計算鉛蓄電池充滿電后具有的電能、電機工作1小時消耗的電能、1小時內(nèi)動力對自行車做的功、電機以額定功率工作時電路中的電流、電機按額定功率行駛時的效率等、

解答 解：（2）①自行車手把和腳踏板有花紋，是為了在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦；
②轉(zhuǎn)軸內(nèi)有小鋼珠是變滑動為滾動減小摩擦；
③自行車把手橫桿屬省力杠桿；
④腳踏板處屬省力杠桿；
⑤自行車車座做的比較寬，是為了增大受力面積，從而減小人座在上面時的壓強；
⑥騎自行車到達終點時就算剎車也不能立即停下來，是由于慣性；
⑦電機工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能；
⑧電機工作原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動；
⑨自行發(fā)電時是將機械能轉(zhuǎn)化為電能；
⑩自行發(fā)電的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象等；
（2）①根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得1小時內(nèi)行駛的路程為s=vt=7m/s×1×60×60s=2.52×10⁴m；
②小明的重力為G_小明=m_小明g=60kg×10N/kg=600N；
③自行車的重力為G_車=m_車g=80kg×10N/kg=800N；
車和人的總重力為G_總=G_小明+G_車=600N+800N=1400N；
自行車在水平地面勻速行駛，自行車受到的阻力為f=0.03G=0.03×1400N=42N；
④小明騎在自行車上時，對地面的壓力：
F=G_總=1400N，
壓強為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1400N}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.4×10⁶Pa；
答：自行車手把和腳踏板有花紋，是為了在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦；
自行車把手橫桿屬省力杠桿；
電機工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能；
自行車車座做的比較寬，是為了在壓力一定時，增大受力面積，從而減小人座在上面時的壓強；
1小時內(nèi)行駛的路程為2.52×10⁴m；
小明的重力為600N；
自行車受到的阻力為42N；
小明騎在自行車上時，對地面的壓強為1.4×10⁶Pa．

點評 針對這種開放題，沒有固定的答案，我們應(yīng)該從學過的力、聲、光、電、磁、熱各部分去尋找答案，并把每一部分再細化到每一個知識點，就能方便的找到答案．