Question

6．隨著人民生活水平的提高，電動自行車已進入千家萬戶．小明家新買的某種型號電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)如表中所示．

整車質(zhì)量	40kg
電機額定功率	240W
額定工作電壓	48V
最大車速	≤20km/h

（1）電動自行車在構(gòu)造上利用了很多物理知識，請你仿照例句，另外寫出一條不同的構(gòu)造與原理．
示例：車座做成寬大的馬鞍狀，是通過增大受力面積來減小壓強．
答：輪胎表面有凹凸不平的花紋，是通過增大粗糙程度來增大摩擦．
（2）該車以額定功率行駛時，通過電機的電流為多大？
（3）電動自行車行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍，電機能把80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功．質(zhì)量為60kg的小明騎著這輛電動車，在平直公路上以額定功率勻速電動行駛10min，通過的路程是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）觀察電動車的構(gòu)造都有哪些，然后將它的構(gòu)造部分（如輪胎，車閘，反光鏡，腳踏板，尾燈，軸承等）結(jié)合物理知識得出答案；
（2）參數(shù)中，已知電動車的額定功率和額定電壓，所以算電流，可根據(jù)電功率公式的變形式I=$\frac{P}{U}$算出；
（3）本題中有一個等量關(guān)系，就是80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功．解答本題就需要根據(jù)這個關(guān)系進行求解．
我們可先求出人和車的總重力，然后求出車受到的阻力，最后根據(jù)80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功這個關(guān)系和W=Pt、W=Fs這兩個公式建立一個等式，就可以求出電動車通過的路程．

解答 解：（1）輪胎表面有凹凸不平的花紋，是通過增大粗糙程度來增大摩擦；
車輪轂用鋁合金制造，是通過減小密度來減小整車質(zhì)量；
尾燈用紅色反射鏡制造，是通過反射紅光來增加警示性；
車軸使用軸承，是利用滾動來減小摩擦等．
（2）由P=UI得：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{240W}{48V}$=5A．
（3）人和車的總重力：G_總=（m_車+m_人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N；
車受到的阻力：F_阻=0.04G_總=0.04×1000N=40N；
由題意得：80%Pt=F_阻s
則s=$\frac{80%Pt}{{F}_{阻}}$=$\frac{0.8×240W×600s}{40N}$=2880m．
答：（1）輪胎表面有凹凸不平的花紋，是通過增大粗糙程度來增大摩擦；
（2）通過電機的電流為5A；
（3）通過的路程是2880m．

點評 本題的第（1）問是一個開放性試題；第（2）問是一個簡單的公式計算題；難度在第（3）問，計算需要用到兩個功的計算公式，求解時需要根據(jù)題中的等量關(guān)系建立一個等式，從而進行求解．當(dāng)然本題還可以逐步計算：先根據(jù)W=Pt算出電能，然后乘以80%算出電動車克服阻力做的功，再算出人和車的總重力，從而算出電動車行駛時受到的阻力，最后根據(jù)公式W=Fs的變形式算出電動車通過的路程．