题目内容
【题目】一种常见的电动自行车,使用前要先对车上的蓄电池充电。骑行时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力。如表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。请回答:
最高车速 | ≤30km/h | 一次充电连续行驶里程 | 50km |
蓄电池 | 36V/10Ah | 充电时间 | 8h |
一次充电耗电量 | 0.6kWh | 电动机效率 | 80% |
整车质量 | 40kg | 最大骑行噪声 | ≤62dB |
(1)若质量是60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.02倍。求:行驶10min,电动机对自行车做的功。
(2)若摩托车每行驶10km耗油0.5L,油价约6元/升,照明用电的电费约0.6元/千瓦时,请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。
(3)该电动自行车的一个轮胎与地面的接触面积为0.005m2,则一个60kg的人骑该电动自行车在公路上行驶时对路面的压强是多少?
【答案】(1)7.2×104J(2)电动车(3)1×105Pa
【解析】
(1)电动车在水平的路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=f=0.02×G=0.02×mg求出电动车受到的牵引力,根据求出电动车行驶的距离,利用W=Fs求出电动机对自行车做的功;
(2)分别求得电动车每行驶50km耗电的费用和摩托车每行驶50km耗电的费用,比较即可;
(3)电动自行车行驶时对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积为2个轮胎与地面的接触面积之和,根据求出电动自行车行驶时对地面的压强。
(1)因电动车在水平的路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,电动车受到的牵引力:
F=f=0.02×G=0.02×mg=0.02×(60kg+40kg)×10N/kg=20N,
由可得,电动车行驶距离:
s=vt=6m/s×10×60s=3600m,
电动机对自行车做的功:
W=Fs=20N×3600m=7.2×104J;
(2)电动车每行驶50km耗电的费用为0.6kWh×0.6元/kWh=0.36元,
摩托车每行驶50km耗电的费用为2.5L×6元/L=15元,由此可知,每行驶50km的路程,电动自行车比摩托车的费用低很多。所以使用电动车更经济;
(3)电动自行车行驶时,对地面的压力:
F′=G总=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N,
受力面积:
S=2×0.005m2=0.01m2,
电动自行车行驶时对地面的压强:
p===1×105Pa;
答:(1)行驶10min,电动机对自行车做的功为7.2×104J。
(2)使用电动车更经济。
(3)一个60kg的人骑该电动自行车在公路上行驶时对路面的压强是1×105Pa。