Question

6．隨著人民生活水平的提高，電動(dòng)自行車已進(jìn)入千家萬戶．小明家新買的某種型號(hào)電動(dòng)自行車的主要技術(shù)參數(shù)如表中所示．

整車質(zhì)量	40kg
電機(jī)額定功率	240W
額定工作電壓	48V
最大車速	≤20km/h

（1）電動(dòng)自行車在構(gòu)造上利用了很多物理知識(shí)，請你仿照例句，另外寫出一條不同的構(gòu)造與原理．
示例：車座做成寬大的馬鞍狀，是通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)．
答：輪胎表面有凹凸不平的花紋，是通過增大粗糙程度來增大摩擦．
（2）該車以額定功率行駛時(shí)，通過電機(jī)的電流為多大？
（3）電動(dòng)自行車行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04倍，電機(jī)能把80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功．質(zhì)量為60kg的小明騎著這輛電動(dòng)車，在平直公路上以額定功率勻速電動(dòng)行駛10min，通過的路程是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）觀察電動(dòng)車的構(gòu)造都有哪些，然后將它的構(gòu)造部分（如輪胎，車閘，反光鏡，腳踏板，尾燈，軸承等）結(jié)合物理知識(shí)得出答案；
（2）參數(shù)中，已知電動(dòng)車的額定功率和額定電壓，所以算電流，可根據(jù)電功率公式的變形式I=$\frac{P}{U}$算出；
（3）本題中有一個(gè)等量關(guān)系，就是80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功．解答本題就需要根據(jù)這個(gè)關(guān)系進(jìn)行求解．
我們可先求出人和車的總重力，然后求出車受到的阻力，最后根據(jù)80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功這個(gè)關(guān)系和W=Pt、W=Fs這兩個(gè)公式建立一個(gè)等式，就可以求出電動(dòng)車通過的路程．

解答 解：（1）輪胎表面有凹凸不平的花紋，是通過增大粗糙程度來增大摩擦；
車輪轂用鋁合金制造，是通過減小密度來減小整車質(zhì)量；
尾燈用紅色反射鏡制造，是通過反射紅光來增加警示性；
車軸使用軸承，是利用滾動(dòng)來減小摩擦等．
（2）由P=UI得：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{240W}{48V}$=5A．
（3）人和車的總重力：G_總=（m_車+m_人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N；
車受到的阻力：F_阻=0.04G_總=0.04×1000N=40N；
由題意得：80%Pt=F_阻s
則s=$\frac{80%Pt}{{F}_{阻}}$=$\frac{0.8×240W×600s}{40N}$=2880m．
答：（1）輪胎表面有凹凸不平的花紋，是通過增大粗糙程度來增大摩擦；
（2）通過電機(jī)的電流為5A；
（3）通過的路程是2880m．

點(diǎn)評 本題的第（1）問是一個(gè)開放性試題；第（2）問是一個(gè)簡單的公式計(jì)算題；難度在第（3）問，計(jì)算需要用到兩個(gè)功的計(jì)算公式，求解時(shí)需要根據(jù)題中的等量關(guān)系建立一個(gè)等式，從而進(jìn)行求解．當(dāng)然本題還可以逐步計(jì)算：先根據(jù)W=Pt算出電能，然后乘以80%算出電動(dòng)車克服阻力做的功，再算出人和車的總重力，從而算出電動(dòng)車行駛時(shí)受到的阻力，最后根據(jù)公式W=Fs的變形式算出電動(dòng)車通過的路程．