Question

9．結(jié)合我國國情，科技人員開發(fā)研制了一種新型的“綠色交通工具”--電動自行車，它用電動勢為36V的蓄電池作為電源，蓄電池內(nèi)阻很小，驅(qū)動“36V  150W”的電動機(jī)．（g=10m/s²）
（1）電動自行車被稱為是“綠色交通工具”因?yàn)槠湎�耗電能，沒有排放物．
（2）設(shè)人和車的總質(zhì)量為100kg，電動自行車受到的阻力是人車總量的0.03倍，當(dāng)自行車車速為1m/s時，最大行駛加速度1.2m/s²．
（3）電動自行車蓄電池在充電后實(shí)驗(yàn)放電時，用2A的電流放電，可以放電6h，則電動自行車以最大行駛速度行駛時，最長時間是2.88h，行駛距離是51.84km．
（4）電動自行車在充電時，能量轉(zhuǎn)換的形式是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，高速行駛過程中能量的轉(zhuǎn)換形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)為內(nèi)能，在水平路面上勻速行駛時能量轉(zhuǎn)換的形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）電動自行車沒有燃?xì)馀欧牛瑹o污染；
（2）電動自行車受重力、支持力、其余力和阻力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度；
（3）電動自行車以最大行駛速度行駛時，根據(jù)平衡條件得到F=f，根據(jù)W=UIt求解儲存的電能，根據(jù)W=Fs求解行駛距離；
（4）電動自行車在充電、放電時，涉及的能量有電能、化學(xué)能、機(jī)械能．

解答 解：（1）電動自行車被稱為是“綠色交通工具”因?yàn)槠湎�耗電能，沒有排放物；
（2）電動自行車受到的阻力：f=0.03mg=30N；
當(dāng)自行車車速為1m/s時，最大牽引力：F=$\frac{P}{v}=\frac{150W}{1m/s}=150N$；
故最大加速度為：a=$\frac{F-f}{m}=\frac{150-30}{100}=1.2m/{s}^{2}$；
（3）電動自行車蓄電池在充電后實(shí)驗(yàn)放電時，用2A的電流放電，可以放電6h，故儲存的電能為：E=UIt；
電動自行車以最大行駛速度行駛時，牽引力等于阻力，為F=f=30N；
最大速度：v=$\frac{P}{F}=\frac{150W}{30N}=5m/s$；
根據(jù)能量守恒定律，有：E=FS；
解得：S=$\frac{UIt}{F}$=$\frac{36×2×6×3600}{30}$=51840m=51.84km；
最長時間：t=$\frac{S}{v}$=$\frac{51840m}{5m/s}$=2.88h；
（4）電動自行車在充電時，能量轉(zhuǎn)換的形式是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，高速行駛過程中能量的轉(zhuǎn)換形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)為內(nèi)能，在水平路面上勻速行駛時能量轉(zhuǎn)換的形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)為內(nèi)能．
故答案為：（1）其消耗電能，沒有排放物；（2）1.2；（3）2.88，51.84；（4）電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)為內(nèi)能；化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)為內(nèi)能．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是明確電動自行車的能量轉(zhuǎn)化情況，同時要知道牽引力的功率P=Fv，要受力分析后根據(jù)能量守恒定律列式分析．