Question

15．某电动观光车的技术参数如下表：

空车质量	1180kg	车身长度	3.8m
满载人员	12人	电动机额定电压	48V
满载时轮胎与地接触面积	4×250cm2	最大车速	45km/h
电动机效率	80%	平路连续行驶里程	≤80km

根据以上技术参数，解答下列问题：（g取10N/kg）
（1）设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强？
（2）求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×10³m所用的时间？
（3）若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×10³N，求观光车匀速行驶5×10³m过程中，牵引力所做功的功率？
（4）求观光车匀速行驶5×10³m过程中，电流所做的功．
（5）在如图表示观光车的方框上画出观光车刹车后减速运动过程中受力示意图．

Answer 1

分析 （1）满载时车对地的压力等于车和人的总重力，根据公式P=$\frac{F}{S}$可求压强．
（2）已知最大车速和行驶的距离，根据公式t=$\frac{s}{v}$可求所用的时间．
（3）匀速行驶，牵引力等于阻力，根据公式W=FS可求牵引力做的功．根据P=$\frac{W}{t}$求出功率；
（4）已知牵引力做的功，根据η=$\frac{{W}_{机械}}{{W}_{电}}$求出电流做的功．
（5）刹车后受到重力、支持力和摩擦力的作用．

解答 解：（1）满载时车对地的压力：F=G=mg=（m₁+m₂）g=（1180kg+12×60kg）×10N/kg=1.9×10⁴N，
车对地的压强：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.9×1{0}^{4}N}{4×250×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.9×10⁵Pa．
（2）最大车速：v=45km/h=12.5m/s，
所用时间：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{5×1{0}^{3}m}{12.5m/s}$=400s．
（3）牵引力所做的功：W=F_牵•S=F_阻•S=2×10³N×5×10³m=1×10⁷J．
（4）电流做的功为：
根据η=$\frac{{W}_{机械}}{{W}_{电}}$得：
W_电=$\frac{{W}_{机械}}{η}$=$\frac{1×1{0}^{7}J}{80%}$=1.25×10⁷J；
（5）刹车后受到重力和摩擦力的作用，支持力的大小等于重力的大小，

答：（1）满载时车对水平路面的压强为1.9×10⁵Pa．
（2）所用时间为400s．
（3）牵引力所做的功为1×10⁷J．
（4）电流做的功为1.25×10⁷J．
（5）如图上所示．

点评 本题考查压强、时间、做功的计算，关键是公式及其变形的应用，容易出错的是物理量的单位和单位的换算，还要知道做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离，在水平地面上压力等于物体自身的重力．