Question

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．小林的爸爸最近也購(gòu)買了一輛轎車．下表是這輛四輪轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)：

轎車的基本參數(shù)		氙氣大燈的技術(shù)參數(shù)
車身質(zhì)量（千克）	1900	額定電壓（伏）	12
長(zhǎng)/寬/高（毫米）	5175/1899/1480	耗電功率（瓦）	35
油耗（升/百千米）	7.4	電瓶的技術(shù)參數(shù)
最大輸出功率（千瓦）	150	電壓（伏）	12
最高時(shí)速（千米/小時(shí)）	210	充電時(shí)間（小時(shí)）	20
輪胎寬度（毫米）	200	容量（安?小時(shí)）	50

（1）該轎車空車停放在水平路面上時(shí)，某同學(xué)測(cè)得該轎車輪胎與地面接觸的長(zhǎng)度約為50毫米（沿車長(zhǎng)的方向）．則此時(shí)該轎車對(duì)水平路面的壓強(qiáng)約為多大（g取10牛/千克）？
（2）請(qǐng)?jiān)趫D甲中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將汽車的啟動(dòng)原理圖連接完整．
說(shuō)明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)（相當(dāng)于閉合開(kāi)關(guān)），電動(dòng)機(jī)工作，啟動(dòng)轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓．
（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示．則在0-5s時(shí)間內(nèi)，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功多少J？轎車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力是多少N？
（4）該轎車的頭部裝有兩盞氙氣大燈，若用該轎車上充足電的電瓶給氙氣大燈供電．最多能供氙氣大燈正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？

Answer 1

分析：（1）固體壓強(qiáng)的計(jì)算：先算出受力面積，再計(jì)算壓力的大小，最后代入公p=

F

S

進(jìn)行計(jì)算．
（2）電磁鐵工作時(shí)吸引銜鐵下來(lái)，根據(jù)杠桿原理銜鐵的另一端向右運(yùn)動(dòng)與觸點(diǎn)相連，使電動(dòng)機(jī)連通開(kāi)始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，并且電磁鐵和電動(dòng)機(jī)，都能獨(dú)立、同時(shí)工作，故二者應(yīng)并聯(lián)連接；
（3）利用功的公式W=Pt進(jìn)行計(jì)算，再利用二力平衡知識(shí)，阻力大小等于牽引力，而牽引力等于功率除以速度；
（4）從數(shù)據(jù)表中找出電池的電壓、電流和充電時(shí)間和疝氣燈的額定功率，先計(jì)算出電池儲(chǔ)存的電能，再求疝氣燈的通電時(shí)間．

解答：解：（1）每個(gè)轎車輪胎的受力面積大小等于：S₁=0.2m×0.05m=0.01m²
轎車輪胎的總受力面積大小等于：S=4S₁=4×0.01m2=0.04m²
轎車對(duì)地面的壓力大小等于：F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N
轎車對(duì)地面的壓強(qiáng)為：p=

F

S

=

19000N

0.04m2

=4.75×10⁵Pa；
答：該轎車對(duì)水平路面的壓強(qiáng)約為4.75×10⁵Pa．
（2）電路如圖所示：

（3）轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功 W=Pt=90×10³W×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運(yùn)動(dòng)的速度是v=30m/s；
所以，轎車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力：f=

P

v

=

9×104W

30m/s

=3×10³N；
答：在0-5s時(shí)間內(nèi)，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做功為4.5×10⁵J；轎車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力是3×10³N．
（4）電瓶的電能儲(chǔ)存量為：W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×10⁶J
兩盞疝氣燈的總功率為：P=35W×2=70W
供電時(shí)間為：t=

W

P

=

2.16×106J

70W

=30857s；
答：最多能供氙氣大燈正常工作30857s．

點(diǎn)評(píng)：本題讓學(xué)生依據(jù)表格中的參數(shù)和相關(guān)圖象通過(guò)選擇有用的信息來(lái)進(jìn)行力學(xué)、電學(xué)等綜合計(jì)算及電路圖的連接和分析，這個(gè)題是很有難度的．