Question

15．電動自行車既環(huán)保又節(jié)能，深受城市居民喜愛，下表是小王同學的電動自行車的有關(guān)數(shù)據(jù)．

電動自行車自重m/kg	電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率η	工作電壓U/V	行駛速度v/（km•h-1）	騎車人質(zhì)量為50kg時的平均阻力f/N
40	75%	36	≤36	20

小王質(zhì)量為50kg，從學校勻速回到家用時20min，距離為5.4km．根據(jù)相關(guān)信息求小明回家過程中：
（1）電動自行車速度大�。�
（2）電動自行車牽引力所做的功；
（3）電動自行車消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）先把時間和路程的單位進行換算，再根據(jù)速度公式v=$\frac{s}{t}$就可求出電動自行車速度；
（2）由于電動自行車勻速行駛，就可得出阻力與牽引力相等，再根據(jù)做功公式W=Fs就可算出電動自行車牽引力所做的功；
（3）根據(jù)機械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%就可求出電動自行車消耗的電能．

解答 解：
（1）電動自行車速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{5.4km}{\frac{20}{60}h}$=16.2km/h，
（2）因為電動自行車勻速行駛，則電動自行車的牽引力F=f=20N，
電動自行車牽引力所做的功：W_有用=Fs=20N×5.4×10³m=1.08×10⁵J，
（3）由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%可得，
電動自行車消耗的電能：W_總=$\frac{{W}_{有用}}{η}$=$\frac{1.08×1{0}^{5}J}{75%}$=1.44×10⁵J，
答：（1）電動自行車速度大小為16.2km/h；
（2）電動自行車牽引力所做的功為1.08×10⁵J；
（3）電動自行車消耗的電能為1.44×10⁵J．

點評 本題考查了速度的計算及做功公式的計算、機械效率公式的計算，弄清阻力與牽引力是一對平衡力是解題的關(guān)鍵．