Question

16．圖是某品牌雙輪電動平衡車，下表是它的部分技術(shù)參數(shù)，（g取10N/kg）

技術(shù)參數(shù)
車身自重	30kg
最大載重	150kg
最高速度	20km/h
電池	可充鋰電池
額定工作電壓	60V
電池容量	12A•h

（1）若電動平衡車行駛時受到的阻力為總重的0.1，重力為600N的小明站在該車上沿水平路面勻速行駛時，不計空氣阻力，車輪受到的摩擦力為多大？
（2）小明駕駛它在水平路面上行駛5km，克服摩擦力做了多少功？若每個車輪與地面的接觸面積為20cm²，則車對地面的壓強是多大？
（3）該雙輪電動平衡車充滿電后，小明最多能行駛多遠？（假設勻速行駛，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機械能）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)f=0.1G即可求出電動平衡車沿水平路面勻速行駛的摩擦力；
（2）利用W=fs即可求出克服摩擦力做的功；電動車在水平路面上駕駛時，對地面的壓力和自身的重力相等，受力面積為2個車輪與地面的接觸面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（3）由銘牌提供信息，利用W=UIt=UQ求雙輪電動平衡車一次充電儲存電能（總能量）；求出電動車勻速行駛10.8km牽引力做的功（有用能量）．

解答 解：（1）G_總=m_車g+G_小明=30kg×10N/kg+600N=900N，
由于電動平衡車行駛時受到的阻力為總重的0.1，則f=0.1G_總=0.1×900N=90N；
（2）克服摩擦力做功W=fs=90N×5000m=4.5×10⁵J；
電動車在水平路面上駕駛時，對地面的壓力：
F=G_總=900N，
受力面積：
S=2×20cm²=40cm²=4×10^-3m²，
對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2.25×10⁵Pa；
（3）雙輪電動平衡車一次充電儲存電能：
W_總=UIt=UQ=60V×12Ah=60V×12A×3600s=2.592×10⁶J，
由于電動平衡車行駛時，F(xiàn)=f=90N；
假設勻速行駛，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機械能，根據(jù)W=Fs得：
s′=$\frac{{W}_{總}}{F}$=$\frac{2.592×1{0}^{6}J}{90N}$=2.88×10⁴m．
答：（1）小明站在該車上沿水平路面勻速行駛時，不計空氣阻力，車輪受到的摩擦力為90N；
（2）小明駕駛它在水平路面上行駛5km，克服摩擦力做功4.5×10⁵J；車對地面的壓強是2.25×10⁵Pa；
（3）該雙輪電動平衡車充滿電后，小明最多能行駛2.88×10⁴m．

點評 本題是力學綜合計算題，雖涉及到的知識點多，但本題內(nèi)容貼近生活實際，便于激發(fā)學生探究物理現(xiàn)象的興趣，體現(xiàn)了新課標的要求，屬于中考熱點題型．