Question

（2009?新區(qū)一模）隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．小新的爸爸最近也購買了一輛轎車．

（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中用筆畫線代替導(dǎo)線將汽車的啟動(dòng)原理圖連接完整．說明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)（相當(dāng)于閉合開關(guān)），電動(dòng)機(jī)工作，啟動(dòng)轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓．
（2）通過查看說明書得知轎車車身質(zhì)量為1725kg．當(dāng)車上載有195kg的人和物品時(shí)，車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，試求轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)（g取10N/kg）．
（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖24乙所示．則在15s-20s時(shí)間間隔內(nèi)，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功多少焦？轎車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力是多少牛？

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/（km?h-1）	40	60	80	100	120
制動(dòng)距離/m	8	18		50	72

（4）通過測量獲得轎車以不同速度行駛時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離（即從操縱制動(dòng)剎車到車停下來的距離），數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律可知，當(dāng)轎車速度為80km/h時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離是多少米？

Answer 1

分析：（1）電磁鐵工作時(shí)吸引銜鐵下來，根據(jù)杠桿原理銜鐵的另一端向右運(yùn)動(dòng)與觸點(diǎn)相連，使電動(dòng)機(jī)連通開始工作；
電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，并且電磁鐵和電動(dòng)機(jī)，都能獨(dú)立、同時(shí)工作，故二者應(yīng)并聯(lián)連接；
（2）已知受力面積，壓力大小等于物體重力，利用壓強(qiáng)公式p=

F

s

計(jì)算出壓強(qiáng)；
（3）利用知道轎車的功率和做功時(shí)間，利用W=Pt計(jì)算功；由圖可知在15s-20s時(shí)間間隔內(nèi)的速度，根據(jù)P=Fv求牽引力，而汽車勻速運(yùn)動(dòng)，阻力大小等于牽引力；
（4）由對(duì)表格中速度和制動(dòng)距離的關(guān)系的分析我們可以得出制動(dòng)距離應(yīng)與速度的平方成正比，則可得速度為80km/h時(shí)的制動(dòng)距離．

解答：解：（1）因?yàn)殡姶盆F的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓，所以電磁鐵只利用電源的一部分；而電磁鐵和電動(dòng)機(jī)能獨(dú)立、同時(shí)工作，所以二者應(yīng)并聯(lián)，電路連接如圖所示；
（2）轎車對(duì)地面的壓力：
F=G=（m+m_車）g=（1725kg+195kg）×10N/kg=1.92×10⁴N；
轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=

F

s

=

1.92×104N

4.0×10-2m2

=4.8×10⁵Pa；
（3）轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功：
W=Pt=90×10³W×5s=4.5×10⁵J；
由圖乙知，轎車勻速運(yùn)動(dòng)的速度是v=30m/s，
∵P=Fv，
∴轎車受到的牽引力：
F=

P

v

=

90×103w

30m/s

=3000N，
∵轎車勻速運(yùn)動(dòng)，
∴阻力：
f=F=3000N；
（4）通過對(duì)1、2、4、5的分析可知速度越大制動(dòng)距離越大，即制動(dòng)距離一定與速度有關(guān)，但明顯不是正比關(guān)系．故可以想到可能與速度的平方成正比，通過計(jì)算可知制動(dòng)距離的確與速度的平方成正比：
則由

(40km/h)2

8m

=

(80km/h)2

x

，
解得：80km/h的制動(dòng)距離為32m．
答：（1）電路圖如上；
（2）轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)是4.8×10⁵Pa；
（3）轎車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力3000N；
（4）當(dāng)轎車速度為80km/h時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離是32m．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電路圖的連接，壓強(qiáng)公式、速度公式、功的公式的應(yīng)用；關(guān)鍵是根據(jù)表中信息找出制動(dòng)距離和速度之間的關(guān)系，是一道綜合性、難度較大的習(xí)題．