Question

10．电动自行车已成为大众化的一种交通工具．在使用时人们经常遇到的问题是：一次性充满电后行驶不能达到说明书上的里程数．为探明原因，小明用家里的电动自行车进行了测试．他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图甲、乙所示的速度随时间变化的关系图象和牵引力随时间变化的关系图象．求：
（1）第2s时电动自行车受到的摩擦力；
（2）电动自行车匀速行驶时牵引力的功率；
（3）小明又在不同负重情况下沿同一路面进行了测试，发现：负重越重，一次充满电行驶的最大里程越短．请你分析产生这种现象的原因．

Answer 1

分析 （1）观察牵引力-时间图象，在6s以后牵引力大小不变，由速度-时间图象知此时电动车匀速运动，牵引力等于摩擦力；
摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，由此求出2s时摩擦力的大小；
（2）由图象读出电动车行驶的速度和牵引力，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牵引力的功率；
（3）摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大、接触面越粗糙，摩擦力越大．

解答 解：
（1）由v-t的图象知，从第6s开始物体做匀速直线运动，由F-t图象可知，从第6s开始牵引力大小F=40N，
电动车受到的牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f=F=40N，
压力和接触面的粗糙程度不变，所以2s时的摩擦力与6s后摩擦力大小相等，等于40N；
（2）由图象可知，匀速行驶时电动车的牵引力为F=40N，行驶速度v=6m/s，
所以牵引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=40N×6m/s=240W；
（3）电动自行车负重越重，一次充满电行驶的最大里程越短．因为电动自行车负重越重，克服摩擦力做功越多（摩擦力增大）．
答：（1）第2s时电动自行车受到的摩擦力为40N；
（2）电动自行车匀速行驶时牵引力的功率为240W；
（3）负重越重，克服摩擦力做功越多（摩擦力增大）．

点评 本题以电动车为载体，考查了学生利用所学知识分析解决实际问题的能力，体现了学以致用，有意义！