Question

15．乘坐蓄电池观光游览车游览汉城湖，已成为许多游客喜爱的游览项目．蓄电池观光游览车不仅具有低噪声、无污染、绿色环保的优点，还具有外型美观、乘坐舒适的特点，蓄电池观光游览车匀速行驶时受到阻力约为车总重的0.15，部分性能参数如表．（取g=10N/kg）

自重/kg	载重（满载）/kg	限乘/人	轮胎可承受的最大压强/Pa	满载速度（km•h-1）	蓄电池参数
600	400	7	3×105	18	6V 225A•h×24

（1）游览车轮胎上刻有花纹是为了增大摩擦．
（2）如果游览车的轮胎与地面接触的总面积为500cm²，那么其满载时对地面的压强为多大？
（3）已知电动机的效率为90%，如果游览车满载，充满电一次可行驶几小时？

Answer 1

分析 （1）滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关．增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面粗糙程度；
（2）游览车满载时对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小；
知道压力的大小和受力面积（轮胎与地面接触的总面积），根据p=$\frac{F}{S}$求出满载时对地面的压强．
（3）蓄电池观光游览车匀速行驶时处于平衡状态受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f=0.15G求出其大小；根据蓄电池的参数可求出储存的电能，根据效率公式求出获得的机械能，根据W=Fs求出最大行驶的距离，又知道满载速度，根据v=$\frac{s}{t}$求出最多行驶的时间．

解答 解：（1）游览车的轮胎上刻有花纹，是利用了在压力一定的条件下，增大接触面粗糙程度来增大摩擦；
（2）游览车满载时对地面的压力：
F=G_总=m_总g=（600kg+400kg）×10N/kg=1.0×10⁴N；
游览车满载时对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.0×1{0}^{4}N}{5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（3）因蓄电池观光游览车匀速行驶时处于平衡状态受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，游览车受到的牵引力：
F₁=f=0.15G_总=0.15×1.0×10⁴N=1.5×10³N，
蓄电池储存的电能：
W=UIt=6V×225A×3600s×24=1.1664×10⁸J，
由η=$\frac{{W}_{机械}}{W}$×100%可得，获得的机械能：
W_机械=Wη=1.1664×10⁸J×90%=1.04976×10⁸J，
由W=Fs可得，最大行驶的距离：
s=$\frac{{W}_{机械}}{{F}_{1}}$=$\frac{1.04976×1{0}^{8}J}{1.5×1{0}^{3}N}$=69984m=69.984km，
由v=$\frac{s}{t}$可得，最多行驶的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{69.984km}{18km/h}$=3.888h．
答：（1）增大；
（2）如果游览车的轮胎与地面接触的总面积为500cm²，那么其满载时对地面的压强为2×10⁵Pa；
（3）已知电动机的效率为90%，如果游览车满载，充满电一次可行驶3.888h．

点评 本题考查了重力公式、压强公式、电功公式、效率公式、做功公式、速度公式以及二力平衡条件的应用，从表格中获取有用的信息是关键．