Question

【題目】一種常見(jiàn)的電動(dòng)自行車，使用前要先對(duì)車上的蓄電池充電。騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力。如表是這種品牌電動(dòng)自行車的一些主要技術(shù)參數(shù)。請(qǐng)回答：

最高車速	≤30km/h	一次充電連續(xù)行駛里程	50km
蓄電池	36V/10Ah	充電時(shí)間	8h
一次充電耗電量	0.6kWh	電動(dòng)機(jī)效率	80%
整車質(zhì)量	40kg	最大騎行噪聲	≤62dB

（1）若質(zhì)量是60kg的人騎電動(dòng)自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時(shí)，受到的阻力是人與車總重的0.02倍。求：行駛10min，電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車做的功。

（2）若摩托車每行駛10km耗油0.5L，油價(jià)約6元/升，照明用電的電費(fèi)約0.6元/千瓦時(shí)，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明使用電動(dòng)自行車與摩托車哪種更經(jīng)濟(jì)。

（3）該電動(dòng)自行車的一個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0.005m2，則一個(gè)60kg的人騎該電動(dòng)自行車在公路上行駛時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)是多少？

Answer 1

【答案】（1）7.2×104J（2）電動(dòng)車（3）1×105Pa

【解析】

（1）電動(dòng)車在水平的路面上勻速行駛時(shí)，處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，根據(jù)F=f=0.02×G=0.02×mg求出電動(dòng)車受到的牽引力，根據(jù)求出電動(dòng)車行駛的距離，利用W=Fs求出電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車做的功；

（2）分別求得電動(dòng)車每行駛50km耗電的費(fèi)用和摩托車每行駛50km耗電的費(fèi)用，比較即可；

（3）電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，受力面積為2個(gè)輪胎與地面的接觸面積之和，根據(jù)求出電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。

（1）因電動(dòng)車在水平的路面上勻速行駛時(shí)，處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，電動(dòng)車受到的牽引力：

F=f=0.02×G=0.02×mg=0.02×（60kg+40kg）×10N/kg=20N，

由可得，電動(dòng)車行駛距離：

s=vt=6m/s×10×60s=3600m，

電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車做的功：

W=Fs=20N×3600m=7.2×104J；

（2）電動(dòng)車每行駛50km耗電的費(fèi)用為0.6kWh×0.6元/kWh=0.36元，

摩托車每行駛50km耗電的費(fèi)用為2.5L×6元/L=15元，由此可知，每行駛50km的路程，電動(dòng)自行車比摩托車的費(fèi)用低很多。所以使用電動(dòng)車更經(jīng)濟(jì)；

（3）電動(dòng)自行車行駛時(shí)，對(duì)地面的壓力：

F′=G總=（m車+m人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N，

受力面積：

S=2×0.005m2=0.01m2，

電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：

p===1×105Pa；

答：（1）行駛10min，電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車做的功為7.2×104J。

（2）使用電動(dòng)車更經(jīng)濟(jì)。

（3）一個(gè)60kg的人騎該電動(dòng)自行車在公路上行駛時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)是1×105Pa。