Question

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．

（1）請在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線將汽車的啟動原理圖連接完整．說明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動（相當(dāng)于閉合開關(guān)）時，電動機(jī)工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)的工作電壓；圖中A、B、C為三個接線柱．
（2）通過查看說明書得知轎車車身質(zhì)量為1725kg．當(dāng)車上載有275kg的人和物品時，車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，試求轎車對地面的壓強(qiáng)．（g取10N/kg）
（3）若轎車以50kW的恒定功率，在一段平直的路段上行駛了5km，汽車速度計的指針一直停在如圖乙所示的位置．請計算汽車在這段時間內(nèi)做的功和汽車的牽引力．
（4）通過測量獲得轎車以不同速度行駛時對應(yīng)的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/（km?h-1）	40	60	80	100	120
制動距離/m	8	18		50	72

根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律可知，當(dāng)轎車速度為80km/h時對應(yīng)的制動距離是

32

m．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要掌握電磁繼電器的工作原理，由低壓控制電路來控制高壓工作電路．電磁繼電器相當(dāng)于工作電路的開關(guān)．
（2）在水平地面上，壓力大小等于物體的重力，利用壓強(qiáng)公式p=

F

s

計算出壓強(qiáng)；
（3）由速度表可知汽車行駛速度的大小，根據(jù)速度公式求出汽車行駛的時間；根據(jù)W=Pt求出汽車在這段時間內(nèi)做的功；根據(jù)W=Fs求出汽車的牽引力；
（4）由對表格中速度和制動距離的關(guān)系的分析我們可以得出制動距離應(yīng)與速度的平方成正比，則可得速度為80km/h時的制動距離．

解答：解：（1）控制電路和工作電路都要有電源．根據(jù)已知條件，控制電流的電壓較低，工作電路的電壓較高．所以一節(jié)干電池應(yīng)作為控制電路的電源；電池組應(yīng)作為工作電路的電源．如圖所示：

（2）轎車對地面的壓力大小：
F=（m+m_車）g=（1725kg+275kg）×10N/kg=2×10⁴N；
轎車對地面的壓強(qiáng)：
P=

F

s

=

2×104N

4.0×10-2m2

=5×10⁵Pa；
（3）汽車行駛的速度為90km/h=25m/s，
汽車行駛5km所用的時間為：t=

s

v

=

5000m

25m/s

=200s，
汽車行駛5km所做的功為：W=Pt=50000W×200s=10⁷J
汽車的牽引力：F=

W

s

=

107J

5000m

=2000N；
（4）通過對1、2、4、5的分析可知速度越大制動距離越大，即制動距離一定與速度有關(guān)，但明顯不是正比關(guān)系．故可以想到可能與速度的平方成正比，通過計算可知制動距離的確與速度的平方成正比：
則由

(40km/h)2

28m

=

(80km/h)2

x

解得：80km/h的制動距離為32m．
答：（1）電路圖連接如圖；（2）轎車對地面的壓強(qiáng)為5×10⁵Pa；
（3）汽車行駛5km所做的功為10⁷J；汽車的牽引力為2000N；（4）轎車速度為80km/h時對應(yīng)的制動距離32m．

點評：本題考查了電路圖的連接，壓強(qiáng)公式、速度公式、做功公式的應(yīng)用；關(guān)鍵是根據(jù)表中信息找出制動距離和速度之間的關(guān)系是一道綜合性、難度較大的習(xí)題．