Question

（2009?惠山区二模）电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱，下表是某型号电动自行车的相关数据．若骑车人的质量是60kg，在10min内连续行驶3km，根据相关信息求：

质量m/kg	40
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积/m2	8×10-3
电能转化为机械能的效率	75%
工作电压U/V	32
速度v/（m?s-1）	≤10
骑车人质量60kg时的平均阻力F/N	20

（1）在行驶过程中，车对地面的压强是多大（g取10N/kg）；
（2）该电动自行车在10min内克服阻力所做的功；
（3）电动机所做的功；
（4）与内燃机摩托车相比，电动车在环保节能方面有许多优点，请写出其中两条．

Answer 1

分析：（1）要求车对地面的压强，需要知道压力和接触面积，利用公式P=

F

S

求解．车和人对地面的压力F等于总重G，车和人的质量都已知，利用G=mg可以求出总重G；
（2）电动车行驶过程中，牵引力克服阻力做功，做功大小用公式W=FS计算．其中，距离S已知，牵引力F等于阻力f．
（3）电动车行驶时，克服阻力做的功是有用功，电动车电能与机械能的转化效率已知，利用公式W_总=

W有用

η

就可以得到电动机做的功；
（4）分析新型机械与传统机械的优劣，应重点把握环保、节能两方面．

解答：解：
（1）
车和人的总质量为
m_总=m_车+m_人=40kg+60kg=100kg
车和人对地面的压力为
F=G_总=m_总g=100Kg×10N/Kg=1000N
车和人对地面的压强为
p=

F

S

=

1000N

8×10-3m2

=1.25×105Pa
（2）电动车行驶过程中的牵引力为
F=f=20N
克服阻力做的功为
W=Fs=20N×3000m=6×10⁴J
（3）电动机做的功为
W总=

W有用

η

=

6×104J

75%

=8×104J
（4）电动车与摩托车相比，最大的优点是无污染，噪音基本没有．                                 
 答：
（1）车和人对地面的压强为1.25×10⁵Pa；
（2）克服阻力做的功为6×10⁴J；
（3）电动机做的功为8×10⁴J；
（4）电动车与摩托车相比，最大的优点是无污染，噪音基本没有．

点评：人类利用能源的过程，本质是能量转化的过程．只有能量转化，不可避免地存在能量的损失，分析能量转化效率问题，关键是找准原始能量（总能量）和目的能量（有用能量）．