Question

5．电动自行车是家庭常用的交通工具．如图所示的这辆电动自行车自身重力为800N，在水平公路上匀速直线行驶4.8千米用了10分钟，行驶时受到的阻力是40N．
（1）求该车在这段时间内行驶的速度是多少米/秒？
（2）牵引力做功是多少？
（3）若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m²，车胎能承受的最大压强为2×10⁵Pa，求该车的最大载重量是多少牛？

Answer 1

分析 （1）知道车行驶的路程和时间，根据v=$\frac{s}{t}$求出电动自行车行驶的速度；
（2）先根据二力平衡的条件求出牵引力的大小，然后根据W=Fs求出牵引力做的功；
（3）根据p=$\frac{F}{S}$求出车对地面的最大压力，然后根据水平面上行驶的列车对地面的压力等于自身重力即可求出该车的最大载重量．求出车对地面的最大压力，然后根据水平面上行驶的列车对地面的压力等于自身重力即可求出该车的最大载重量．

解答 解：
（1）车行驶的路程s=4.8km=4800m，所用时间t=10min=600s，
该车在这段时间内行驶的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4800m}{600s}$=8m/s；
（2）因为该车在水平面上做匀速直线运动，
所以牵引力和摩擦力是一对平衡力，则F=f=40N；
牵引力做功：W=Fs=40N×4800m=1.92×10⁵J；
（3）根据p=$\frac{F}{S}$可得，车对地面的最大压力：
F=pS=2×10⁵Pa×2×0.01m²=4000N；
而车对地面的最大压力F=G_总=4000N，
则车的最大载重量：
G_载=G_总-G_车=4000N-800N=3200N．
答：（1）该车在这段时间内行驶的速度是8米/秒；
（2）牵引力做功是1.92×10⁵J；
（3）若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m²，车胎能承受的最大压强为2×10⁵Pa，该车的最大载重量是3200N．

点评 本题考查速度的计算、二力平衡的条件、功的计算以及压强公式的应用，键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上压力等于物体自身的重力．