Question

20．電動(dòng)自行車己成為大眾化的一種交通工具，專業(yè)人員對(duì)某品牌電動(dòng)自行車進(jìn)行了測(cè)試，讓電動(dòng)自行車在平直的路面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，獲得速度隨時(shí)間變化的圖象如甲所示，牽引力隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，己知?jiǎng)蛩傩旭倳r(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入電壓48V，輸入電流5A，由圖象可知，8〜14s電動(dòng)自行車受到的摩擦力為30N，勻速行駛時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%．電動(dòng)自行車表面涂漆的目的是防止生銹．

Answer 1

分析 （1）觀察速度-時(shí)間圖象，電動(dòng)自行車在0～8s速度越來(lái)越快，8～14s，速度不再變化；觀察牽引力-時(shí)間圖象，在8～14s牽引力大小不變，由于電動(dòng)車勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大��；
（2）勻速行駛時(shí)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，利用P=Fv=fv求電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求效率；
（3）防止生銹的方法有：涂油、刷漆、度金屬等．

解答 解：
（1）由甲圖象可知，電動(dòng)自行車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是先加速、后勻速．
由乙圖象可知，在8～14s牽引力大小F=30N，
因?yàn)樵?～14s勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，所以摩擦力f=F=30N；
（2）由甲圖象可知，電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)速度v=6m/s，則克服摩擦力做功的功率為P_有用=fv=30N×6m/s=180W；
電動(dòng)機(jī)輸入總功率為P_總=UI=48V×5A=240W，
所以效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{P}_{有}t}{{P}_{總}(cāng)t}$×100%=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{180W}{240W}$×100%=75%；
（3）電動(dòng)自行車表面涂漆的目的是防止生銹．
故答案為：30；75；防止生銹．

點(diǎn)評(píng) 本題以電動(dòng)車為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，關(guān)鍵是明確效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$可以利用計(jì)算，體現(xiàn)了學(xué)以致用．