Question

2．若質(zhì)量為60kg的人騎該車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛10分鐘，受到的阻力是人與車總重的0.02倍，g=10N/kg．求

質(zhì)量	40kg	最高車速	30km/h
行駛時輪胎 著地總面積	0.02m2	電池容量	10A•h
蓄電池工作電壓	36V	效率	80%

（1）車行駛時對地面的壓強
（2）電動機牽引力做功的功率
（3）10分鐘內(nèi)電動車消耗的電能？

Answer 1

分析 （1）電動車對地面的壓力等于人和電動車的總重力，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強公式求出車對地面的壓強；
（2）當(dāng)自行車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，根據(jù)題意求出電動自行車受到的阻力，再根據(jù)二力平衡條件求出牽引力，最后根據(jù)P=Fv求出電動機牽引力做功的功率；
（3）根據(jù)W=Pt求出行駛10分鐘，電動機對自行車做的功；
根據(jù)效率公式求出行駛10分鐘，電動機消耗的電能．

解答 解：（1）車對地面的壓力：
F=G=G_人+G_車=m_人g+m_車g=60kg×10N/kg+40kg×10N/kg=1000N，
該人在騎行時對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{0.02{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（2）電動自行車受到的阻力：
f=0.02G=0.02mg=0.02×（40kg+60kg）×10N/kg=20N；
因勻速行駛的電動車受到的阻力和牽引力是一對平衡力，
所以F=f=20N；
牽引力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=20N×6m/s=120W．
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，電動車行駛10分鐘牽引力做的功：
W=Pt=120W×600s=7.2×10⁴J．
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可得消耗的電能：
W_總=$\frac{W}{η}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{80%}$=9×10⁴J．
答：（1）車行駛時對地面的壓強為5×10⁴Pa；
（2）電動機牽引力做功的功率為120W；
（3）10分鐘內(nèi)電動車消耗的電能為9×10⁴J．

點評 本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用和功率、功的計算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運用，還要注意知道電動的效率是指電動機對自行車做的功和電動機消耗電能的比值．