Question

17．电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具．电动骑行时，蓄电池给车上的电动机供电，为车提供动力．下表是某种型号电动自行车主要的技术参数．问：
（1）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m²，某中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶，试计算地面受到的压强是多大？（g取10N/kg，中学生体重取50kg）
（2）在某平直路段上，电动自行车以额定功率匀速行驶时，受到的平均阻力为40N．若行驶速度为5m/s，则1s内动力对自行车所做的功是多少？
（3）电动自行车的效率多大？

整  车	质    量	35kg
	最高车速	30km/h
	轮胎限压	2×105Pa
	最大噪声	62dB
蓄电池	36V/10Ah
电动机	额定电压	36V
	额定功率	240W
	电动机效率	80%

Answer 1

分析 （1）已知电动自行车的质量和中学生的质量，可以得到总质量；再利用G=mg求得总重力，电动自行车行驶过程中对地面的压力等于总重力；求出受力面积，利用公式p=$\frac{F}{S}$求电动车对地面的压强；
（2）电动车匀速行驶，受到的阻力和动力是一对平衡力，大小相等；已知行驶的速度和时间，根据公式s=vt可求通过的路程，再根据公式W=Fs可求动力对自行车做的功；
（3）知道自行车的额定功率，根据公式W=Pt可求自行车的输出功率，最后利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%求出电动自行车的效率；

解答 解：
（1）地面受到的压力：
F=G=（m_车+m_人）g=（35kg+50kg）×10N/kg=850N，
受力面积S=2×0.005m²=0.01m²，
地面受到的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{850N}{0.01{m}^{2}}$=8.5×10⁴Pa；
（2）由二力平衡条件得自行车的动力：
F=f=40N；
由v=$\frac{s}{t}$得自行车行驶的距离：
s=vt=5m/s×1s=5m，
动力对自行车所做的功：
W_有=Fs=40N×5m=200J，
（3）电机1s内所做的总功：
W_总=Pt=240W×1s=240J，
则电动自行车效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{200J}{240J}$×100%≈83.3%．
答：（1）地面受到的压强是8.5×10⁴Pa；
（2）1s内动力对自行车所做的功是200J；
（3）电动自行车的效率为83.3%．

点评 电动自行车是我们生活中比较常见的交通工具，电动自行车用到了很多物理知识，也是中考的一个热点，需要引起我们的注意．