Question

圖甲是某款太陽能電動車．
（1）如圖乙是該電動車的剎車車把，是由剎車線、剎車閘和支點構成的一個杠桿．剎車時，若在剎車閘A處施加一個如圖所示的力F，此時成一個______杠桿．（選填“省力”、“費力”或“等臂”）
（2）電動車在水平路面上以36千米/時的速度做勻速直線運動，若電動車的輸出功率恒為500瓦，此時車受到地面的摩擦力多大？（不計空氣阻力）
（3）若電動車質(zhì)量為150千克，車輪與地面的總接觸面積是300厘米²，則車對地面的壓強多大？（g取10N/kg）

材料種類	密度/kg?m-3	強度
碳纖維	1.6×103	強
鋁合金	3.0×103	較弱
鐵合金	4.5×103	較強
錳鋼	7.9×103	強

（4）部分材料的技術指標如上表所示，假如讓你設計制造電動車車架，你會選擇表中的哪種材料？并說明理由．

Answer 1

解：（1）由示意圖可知，剎車閘在使用時動力臂大于阻力臂，所以它屬于省力杠桿；
（2）電動車行駛的速度：
v=36km/h=10m/s，
由P=Fv可得，牽引力：
F_牽===50N，
∵電動車在水平路面上做勻速直線運動，
∴f=F_牽=50N；
（3）車對地面的壓力：
F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N，
車對地面的壓強：
p===5×10⁴Pa；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，制造強度高并且輕便的電動車車架時，應選碳纖維材料．
答：（1）省力；
（2）此時車受到地面的摩擦力為50N；
（3）該車對地面壓強為5×10⁴Pa；
（4）選碳纖維材料，強度高并且密度小，車身輕，耗能少．
分析：（1）根據(jù)動力臂與阻力臂的大小關系判斷杠桿的類型；
（2）根據(jù)P===Fv求出牽引力，再根據(jù)做勻速直線運動時牽引力和車受到地面的摩擦力是一對平衡力求出車受到地面的摩擦力；
（3）電動車對地面的壓力和自身的總量相等，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；
（4）分析各材料的密度和強度選擇設計輕便電動車車架的材料．
點評：本題考查了杠桿的分類、功率公式的應用、二力平衡條件的應用、壓強的計算和材料的選擇等，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力，解題過程中要注意單位的換算．還要知道從表中提取有用的信息．