Question

（2013?鄭州模擬）電動(dòng)自行車是倍受人們青睞的一種交通工具（如圖）．電動(dòng)自行車騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力．下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車主要技術(shù)參數(shù)．
（1）行駛過程中輪胎與地面的總接觸面積為0.01m²，當(dāng)一個(gè)體重為60千克的人騎著該電動(dòng)自行車在平直的公路上行駛時(shí)，地面受到的壓強(qiáng)是多大？（g取10N/kg）

整  車	整車質(zhì)量	40kg
	最高車速	≤30km/h
	最大噪聲	≤62dB
蓄電池	蓄電容量	0.576kW?h
電動(dòng)機(jī)	額定電壓	48V

（2）若蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，電動(dòng)自行車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的平均阻力為40N，蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛多遠(yuǎn)？
（3）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動(dòng)自行車有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（各舉一條）

Answer 1

分析：（1）要求電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)公式P=

F

S

可知，需要先算出電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力和與地面的接觸面積．電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力等于電動(dòng)自行車的重力與中學(xué)生的重力之和，重力可根據(jù)公式G=mg求出，然后即可求出地面受到的壓強(qiáng)．
（2）已知蓄電池的電壓和容量，可利用公式W=UQ求儲(chǔ)存的能量．
已知電動(dòng)自行車的效率和儲(chǔ)存的能量，可先求出電動(dòng)自行車克服阻力所做的功，利用W=Fs可求出電動(dòng)自行車能行駛的距離．
（3）摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，消耗汽油會(huì)排出大量的廢氣，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)化效率不高；而電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，從表格中的數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)機(jī)的效率很高．從環(huán)保和節(jié)能的角度來分析缺點(diǎn)．

解答：解：（1）由題意可知，電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓力等于電動(dòng)自行車的重力與中學(xué)生的重力之和，
所以電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力為：F=G_總=（m_車+m_人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N，
電動(dòng)自行車行駛時(shí)與地面的接觸面積：S=0.01m²，
則電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：P=

F

S

=

1000N

0.01m2

=1.0×10⁵Pa．
答：地面受到的壓強(qiáng)是1.0×10⁵Pa．
（2）蓄電池儲(chǔ)存的電能：W=UQ=UIt=48V×12A×3600s=2073600J．
電動(dòng)自行車克服阻力所做的功W_有用=ηW=2073600J×80%=1658880J．
電動(dòng)自行車在平直公路上勻速行駛時(shí)F=f
電動(dòng)自行車行駛的路程s=

W有用

F

=

1658880J

40N

=41472m．
答：蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛41472m．
（3）摩托車使用的是汽油機(jī)，它工作時(shí)要消耗汽油，而汽油在燃燒時(shí)并不能完全的燃燒，且汽油機(jī)工作時(shí)會(huì)排出大量的廢氣，廢氣帶走相當(dāng)多的熱量白拜浪費(fèi)掉了，所以汽油機(jī)的效率不是很高，約為40%；
而電動(dòng)自行車使用的是電動(dòng)機(jī)，它工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，且由于電動(dòng)機(jī)的效率比較高為80%，所以電動(dòng)機(jī)更節(jié)能一些，當(dāng)然還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是沒有噪音．
缺點(diǎn)：蓄電池一般使用壽命短，廢棄后的電池污染環(huán)等．

點(diǎn)評(píng)：本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動(dòng)自行車，考查了重力的計(jì)算，壓強(qiáng)的計(jì)算，熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)的效率，解決這類綜合性題目要求有扎實(shí)的物理功底，還要有提取信息的能力，具體分析求解．