下表是上海世博会15座4轮电动观光车的部分技术参数.
空车质量 | 1000kg | 电池组规格 | 48V-250Ah |
满载人员 | 15人 | 最大车速 | 36km/h |
满载时与地的接触面积 | 4×250cm2 | 最大续驶里程 | 90km |
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(1)设每个乘客的平均质量为60kg,求满载时车对路面的压强;
(2)若观光车以最大速度在水平路面上匀速行驶的功率为4×103W,求车子行驶时受到的阻力;
(3)若蓄电池组某次充满电后,可供电动车匀速行驶90km,求电动观光车的效率.
解:(1)∵在水平路面上,
∴电动观光车对路面的压力:
F=G=m总g=(60kg×15+1000)×10N/kg=19000N;
路面的总受力面积
s=4×250cm2=0.1m2,
满载时电动观光车对路面的压强:
p===1.9×105Pa;
(2)电动观光车最大速度:
v=36km/h=36×m/s=10m/s,
∵P===Fv,
∴电动观光车的牵引力:
F===400N,
∵电动观光车在水平路面上匀速行驶,
∴电动观光车受到的牵引力和阻力为一对平衡力,
∴电动观光车行驶时受到的阻力:f=F=400N;
(3)电动观光车的牵引力做功:
W有=Fs=400N×90000m=3.6×107J,
蓄电池组一次充电储存电能:
W总=UIt=UQ=48V×250Ah=48V×250A×3600s=4.32×107J,
电动观光车的效率:
η=×100%=×100%≈83.3%.
答:(1)满载时电动观光车对路面的压强为1.9×105Pa;
(2)电动观光车行驶时受到的阻力为400N;
(3)电动观光车的效率为83.3%.
(1)知道每个乘客的平均质量,可求15人的总质量,利用重力公式求15人的重,再求出电动车和人的总重G;因在水平路面上,求出电动车对路面的压力F=G,又知道总受力面积,利用压强公式求电动车对路面的压强;
(2)知道电动车匀速行驶的功率,利用P===Fv求电动车的牵引力,再利用f=F(平衡力)求出电动车行驶时受到的阻力;
(3)由铭牌提供信息,利用W=UIt=UQ求蓄电池组一次充电储存电能(总能量);
求出电动车匀速行驶90km牵引力做的功(有用能量),利用效率公式求电动观光车的效率.
点评:本题是力学综合计算题,虽涉及到的知识点多,但本题内容贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,体现了新课标的要求,属于中考热点题型.