Question

（2009?惠山區(qū)二模）電動(dòng)車因?yàn)榫哂休p便、快捷和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)備受大家喜愛，下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)．若騎車人的質(zhì)量是60kg，在10min內(nèi)連續(xù)行駛3km，根據(jù)相關(guān)信息求：

質(zhì)量m/kg	40
行駛過(guò)程中輪胎與地面接觸的總面積/m2	8×10-3
電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率	75%
工作電壓U/V	32
速度v/（m?s-1）	≤10
騎車人質(zhì)量60kg時(shí)的平均阻力F/N	20

（1）在行駛過(guò)程中，車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大（g取10N/kg）；
（2）該電動(dòng)自行車在10min內(nèi)克服阻力所做的功；
（3）電動(dòng)機(jī)所做的功；
（4）與內(nèi)燃機(jī)摩托車相比，電動(dòng)車在環(huán)保節(jié)能方面有許多優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)寫出其中兩條．

Answer 1

分析：（1）要求車對(duì)地面的壓強(qiáng)，需要知道壓力和接觸面積，利用公式P=

F

S

求解．車和人對(duì)地面的壓力F等于總重G，車和人的質(zhì)量都已知，利用G=mg可以求出總重G；
（2）電動(dòng)車行駛過(guò)程中，牽引力克服阻力做功，做功大小用公式W=FS計(jì)算．其中，距離S已知，牽引力F等于阻力f．
（3）電動(dòng)車行駛時(shí)，克服阻力做的功是有用功，電動(dòng)車電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率已知，利用公式W_總=

W有用

η

就可以得到電動(dòng)機(jī)做的功；
（4）分析新型機(jī)械與傳統(tǒng)機(jī)械的優(yōu)劣，應(yīng)重點(diǎn)把握環(huán)保、節(jié)能兩方面．

解答：解：
（1）
車和人的總質(zhì)量為
m_總=m_車+m_人=40kg+60kg=100kg
車和人對(duì)地面的壓力為
F=G_總=m_總g=100Kg×10N/Kg=1000N
車和人對(duì)地面的壓強(qiáng)為
p=

F

S

=

1000N

8×10-3m2

=1.25×105Pa
（2）電動(dòng)車行駛過(guò)程中的牽引力為
F=f=20N
克服阻力做的功為
W=Fs=20N×3000m=6×10⁴J
（3）電動(dòng)機(jī)做的功為
W總=

W有用

η

=

6×104J

75%

=8×104J
（4）電動(dòng)車與摩托車相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污染，噪音基本沒有．                                 
 答：
（1）車和人對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.25×10⁵Pa；
（2）克服阻力做的功為6×10⁴J；
（3）電動(dòng)機(jī)做的功為8×10⁴J；
（4）電動(dòng)車與摩托車相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污染，噪音基本沒有．

點(diǎn)評(píng)：人類利用能源的過(guò)程，本質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程．只有能量轉(zhuǎn)化，不可避免地存在能量的損失，分析能量轉(zhuǎn)化效率問(wèn)題，關(guān)鍵是找準(zhǔn)原始能量（總能量）和目的能量（有用能量）．