Question

15．某電動(dòng)觀光車(chē)的技術(shù)參數(shù)如下表：

空車(chē)質(zhì)量	1180kg	車(chē)身長(zhǎng)度	3.8m
滿(mǎn)載人員	12人	電動(dòng)機(jī)額定電壓	48V
滿(mǎn)載時(shí)輪胎與地接觸面積	4×250cm2	最大車(chē)速	45km/h
電動(dòng)機(jī)效率	80%	平路連續(xù)行駛里程	≤80km

根據(jù)以上技術(shù)參數(shù)，解答下列問(wèn)題：（g取10N/kg）
（1）設(shè)乘員質(zhì)量平均為60kg，求滿(mǎn)載時(shí)車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)？
（2）求觀光車(chē)在水平路面上以最大速度勻速行駛5×10³m所用的時(shí)間？
（3）若觀光車(chē)在水平路面勻速行駛時(shí)受到的阻力為2×10³N，求觀光車(chē)勻速行駛5×10³m過(guò)程中，牽引力所做功的功率？
（4）求觀光車(chē)勻速行駛5×10³m過(guò)程中，電流所做的功．
（5）在如圖表示觀光車(chē)的方框上畫(huà)出觀光車(chē)剎車(chē)后減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力示意圖．

Answer 1

分析 （1）滿(mǎn)載時(shí)車(chē)對(duì)地的壓力等于車(chē)和人的總重力，根據(jù)公式P=$\frac{F}{S}$可求壓強(qiáng)．
（2）已知最大車(chē)速和行駛的距離，根據(jù)公式t=$\frac{s}{v}$可求所用的時(shí)間．
（3）勻速行駛，牽引力等于阻力，根據(jù)公式W=FS可求牽引力做的功．根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）已知牽引力做的功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{{W}_{電}}$求出電流做的功．
（5）剎車(chē)后受到重力、支持力和摩擦力的作用．

解答 解：（1）滿(mǎn)載時(shí)車(chē)對(duì)地的壓力：F=G=mg=（m₁+m₂）g=（1180kg+12×60kg）×10N/kg=1.9×10⁴N，
車(chē)對(duì)地的壓強(qiáng)：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.9×1{0}^{4}N}{4×250×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.9×10⁵Pa．
（2）最大車(chē)速：v=45km/h=12.5m/s，
所用時(shí)間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{5×1{0}^{3}m}{12.5m/s}$=400s．
（3）牽引力所做的功：W=F_牽•S=F_阻•S=2×10³N×5×10³m=1×10⁷J．
（4）電流做的功為：
根據(jù)η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{{W}_{電}}$得：
W_電=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{η}$=$\frac{1×1{0}^{7}J}{80%}$=1.25×10⁷J；
（5）剎車(chē)后受到重力和摩擦力的作用，支持力的大小等于重力的大小，

答：（1）滿(mǎn)載時(shí)車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為1.9×10⁵Pa．
（2）所用時(shí)間為400s．
（3）牽引力所做的功為1×10⁷J．
（4）電流做的功為1.25×10⁷J．
（5）如圖上所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)、時(shí)間、做功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，容易出錯(cuò)的是物理量的單位和單位的換算，還要知道做功的條件是有力作用在物體上和物體在力的方向上移動(dòng)距離，在水平地面上壓力等于物體自身的重力．