Question

4．我目自主研發(fā)的某品牌純電動(dòng)汽車，深受人們青睞．該車質(zhì)量為1200kg，車輪與水平地面的接觸總面積為300cm²，該車裝配有一組鋰離子電池為安裝在車輪上的電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，電池充滿電后，最大續(xù)航130km．該車在水平公路上以80km/h的經(jīng)濟(jì)時(shí)速勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供給車輪的動(dòng)力為1.5×10³N．g取10N/kg，
請(qǐng)根據(jù)以上信息，解答下列問(wèn)題：
（1）汽車行駛時(shí)，將鋰離子電池儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提供給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)再將電能轉(zhuǎn)化為電能．
（2）汽車靜止在水平地面上對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？
（3）汽車以經(jīng)濟(jì)時(shí)速行駛15min，克服阻力做的功為多少J？
（4）電動(dòng)汽車有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)．請(qǐng)你說(shuō)出電動(dòng)汽車的一種缺點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）蓄電池工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；電動(dòng)機(jī)制作原理是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)原理工作的，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）汽車靜止在水平地面上對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）知道汽車的經(jīng)濟(jì)時(shí)速和行駛的時(shí)間，根據(jù)s=vt求出行駛的路程，勻速行駛時(shí)受到的阻力和動(dòng)力是一對(duì)平衡力，根據(jù)W=fs求出克服阻力做的功；
（4）從蓄電池的使用和成本回答純電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)．

解答 解：（1）汽車行駛時(shí)，將鋰離子電池儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提供給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)再將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）汽車靜止在水平地面上對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=1200N×10N/kg=1.2×10⁴N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{300×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=4×10⁵Pa；
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，汽車以經(jīng)濟(jì)時(shí)速行駛15min通過(guò)的路程：
s=vt=80km/h×$\frac{15}{60}$h=20km=2×10⁴m，
因勻速行駛時(shí)受到的阻力和動(dòng)力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，
所以，克服阻力做的功：
W=fs=1.5×10³N×2×10⁴m=3×10⁷J；
（4）純電動(dòng)汽車有以下缺點(diǎn)：①續(xù)駛里程較短；②采用蓄電池及電機(jī)控制器使成本較高；③充電時(shí)間長(zhǎng)；④目前沒(méi)有授權(quán)服務(wù)站，維護(hù)成本較高；⑤蓄電池壽命短，幾年就得更換．
答：（1）化學(xué)；電；
（2）汽車靜止在水平地面上對(duì)地面的壓強(qiáng)是4×10⁵Pa；
（3）汽車以經(jīng)濟(jì)時(shí)速行駛15min，克服阻力做的功為3×10⁷J；
（4）電動(dòng)汽車的一種缺點(diǎn)：續(xù)駛里程較短．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能量的轉(zhuǎn)化和壓強(qiáng)、功的計(jì)算以及電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)等，與生活息息相關(guān)，是一道好題．