Question

15．電動車以其環(huán)保、快捷、輕便的優(yōu)勢成為家庭常用的交通工具．如圖所示的這輛電動車自身重量為600N，兩個車輪與地面的總接觸面積為200cm²，車胎能承受的最大壓強(qiáng)為2×10⁵Pa．
（1）地上車的影子是由于光沿直線傳播形成的，車把相當(dāng)于省力（選填“省力”或“費(fèi)力”）杠桿．
（2）該車的最大載重量是多大？
（3）該車每次充電能儲存電能3×10⁶J，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%．若該車以某一速度勻速行駛，受到的阻力是40N，求該車充一次電后，最多能跑多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析 （1）影子的形成都是光沿直線傳播現(xiàn)象的典型，是由于物體遮住了光線這一科學(xué)原理；根據(jù)動力臂與阻力臂的大小關(guān)系判斷杠桿的類型；
（2）知道車胎能承受的最大壓強(qiáng)和兩個車輪與地面的總接觸面積，可利用公式F=pS計(jì)算出車胎能承受的最大壓力，而物體對水平面的壓力等于物體的重力，又知道電動車自身的重量，從而可以計(jì)算出該車的最大載重量；
（3）知道每次充電能儲存電能和電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，從而可以計(jì)算出獲得的機(jī)械能，電動自行車勻速行駛，故牽引力等于阻力，再利用公式s=$\frac{W}{F}$計(jì)算該車充一次電后，最多能跑的距離．

解答 解：
（1）地上車的影子是由于光沿直線傳播形成的；由示意圖可知，電動車在使用時動力臂大于阻力臂，所以它屬于省力杠桿．
（2）因?yàn)檐囂ツ艹惺艿淖畲髩簭?qiáng)為：p=2×10⁵Pa，總接觸面積S=200cm²=0.02m²，
由p=$\frac{F}{S}$得該車車胎能承受的最大壓力：
F=pS=2×10⁵Pa×0.02m²=4×10³N，
而此時該車車胎能承受的最大重力G_大等于該車車胎能承受的最大壓力F，
而G_車=600N，
所以該車的量大載重量為：G=G_大-G_車=4×10³N-600N=3.4×10³N．
（3）因?yàn)閃_電=3×10⁶J，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為：η=80%，
所以獲得的機(jī)械能為：W=W_電η=3×10⁶J×80%=2.4×10⁶J，
而F=f=40N，
所以車充一次電后，最多能跑的距離為：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{2.4×1{0}^{6}J}{40N}$=60km．
故答案為：（1）光沿直線傳播；省力；（2）該車的最大載重量是3.4×10³N；（3）該車充一次電后，最多能跑60千米．

點(diǎn)評 本題考查光的直線傳播、杠桿的類型、重力、壓力、路程、做功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力，還要學(xué)會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．