Question

1．小明在学了电学知识后，对家里的电瓶车进行了研究，图甲是该电瓶车铭牌的部分参数，然后他进行了测试，获得如图乙、丙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．（不考虑空气阻力）

（1）在1～2s时电瓶车受到的摩擦力为36N．
（2）在7～12s时电动自行车功率为216W．
（3）假设电动车一直做匀速直线运动，假设电能全部转化为机械能，若消耗电池容量的50%，理论上能行驶多少千米？

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1～2s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）由铭牌提供信息，利用W=UIt=UQ求电动车一次充电储存电能（总能量）；根据W=Fs算出能行驶的距离．

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=36N，
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=36N，
压力和接触面的粗糙程度不变，所以1～2s时的摩擦力与6s后摩擦力大小相等，等于36N；
（2）由图象可知，匀速行驶时电动车的牵引力为F=36N，行驶速度v=6m/s，
所以牵引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=36N×6m/s=216W；
（3）电动车一次充电储存电能：
W_总=UIt=UQ=60V×12Ah=48V×20A×3600s=3.456×10⁶J，
由于电动车行驶时，F=f=36N；
假设匀速行驶，消耗的电能全部转化为机械能，根据W=Fs得：
s=$\frac{{W}_{总}×50%}{F}$=$\frac{3.456×1{0}^{6}J×50%}{36N}$=48000m=4.8km．
故答案为：（1）36；（2）216；（3）理论上能行驶4.8千米．

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！