Question

10．電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具．騎行電動車時，蓄電池對車上電動機供電，電動機為車提供動力．下表是某型號電動自行車主要技術參數．

整  車	整車質量	40kg
	最高車速	≤30km/h
	最大噪聲	≤62dB
蓄電池	蓄電容量	0.5kw•h
電動機	額定電壓	48V
	額定功率	240W

（1）行駛過程中兩個輪胎與地面的總接觸面積為100cm²，當一個質量為50Kg的中學生騎著該電動自行車在平直的公路上行駛時，地面受到的壓強是多大？（取g=10N/kg）
（2）若蓄電池充滿一次電儲存的能量能連續電動行駛36km，電動自行車在平直公路上勻速行駛時受到的平均阻力為40N．求在這段騎行過程中牽引力做了多少功？電動自行車騎行過程的效率是多大？
（3）與燃油摩托車相比，從節能環保的角度分析電動自行車有什么優點？（列舉兩條）

Answer 1

分析 （1）某同學騎著該電動自行車在平直的公路上行駛時，對地面的壓力等于等于電動車和人的重力之和，又知道行駛過程中輪胎與地面的總接觸面積，根據p=$\frac{F}{S}$求出地面受到的壓強；
（2）電動自行車在平直公路上勻速行駛，牽引力和阻力為一對平衡力，據此求得牽引力；根據W=F_牽s計算牽引力做的功（有用功），由表格數據可得蓄電池充滿一次電儲存的能量（總功），根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算電動自行車騎行過程的效率；
（3）電動自行車有無尾氣，噪音小等優點．

解答 解：（1）某同學騎著該電動自行車在平直的公路上行駛時對地面的壓力：
F=G_總=（m_車+m_人）g=（40kg+50kg）×10N/kg=900N，
地面受到的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9×10⁴Pa；
（2）電動自行車在平直公路上勻速行駛，
所以，騎行過程中的牽引力：F_牽=f=40N，
騎行過程中牽引力做功：W_有=F_牽s=40N×36×10³m=1.44×10⁶J；
蓄電池充滿一次電儲存的能量：W_總=0.5kW•h=0.5×3.6×10⁶J=1.8×10⁶J．
電動自行車騎行過程的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{1.44×1{0}^{6}J}{1.8×1{0}^{6}J}$×100%=80%．
（3）與燃油摩托車相比，電動自行車有無尾氣、噪音小的優點．
答：（1）地面受到的壓強是9×10⁴Pa；
（2）在這段騎行過程中牽引力做了1.44×10⁶J的功；電動自行車騎行過程的效率是為80%；
（3）與燃油摩托車相比，電動自行車有無尾氣、噪音小的優點．

點評 本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動自行車，考查了重力的計算，壓強的計算，功的計算、電動機的效率，解決這類綜合性題目要求有扎實的物理功底，還要有提取信息的能力，具體分析求解．