Question

5．電動(dòng)自行車是家庭常用的交通工具．如圖所示的這輛電動(dòng)自行車自身重力為800N，在水平公路上勻速直線行駛4.8千米用了10分鐘，行駛時(shí)受到的阻力是40N．
（1）求該車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的速度是多少米/秒？
（2）牽引力做功是多少？
（3）若該車每個(gè)車輪與地面的接觸面積為0.01m²，車胎能承受的最大壓強(qiáng)為2×10⁵Pa，求該車的最大載重量是多少牛？

Answer 1

分析 （1）知道車行駛的路程和時(shí)間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出電動(dòng)自行車行駛的速度；
（2）先根據(jù)二力平衡的條件求出牽引力的大小，然后根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功；
（3）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出車對(duì)地面的最大壓力，然后根據(jù)水平面上行駛的列車對(duì)地面的壓力等于自身重力即可求出該車的最大載重量．求出車對(duì)地面的最大壓力，然后根據(jù)水平面上行駛的列車對(duì)地面的壓力等于自身重力即可求出該車的最大載重量．

解答 解：
（1）車行駛的路程s=4.8km=4800m，所用時(shí)間t=10min=600s，
該車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4800m}{600s}$=8m/s；
（2）因?yàn)樵撥囋谒�平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
所以牽引力和摩擦力是一對(duì)平衡力，則F=f=40N；
牽引力做功：W=Fs=40N×4800m=1.92×10⁵J；
（3）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得，車對(duì)地面的最大壓力：
F=pS=2×10⁵Pa×2×0.01m²=4000N；
而車對(duì)地面的最大壓力F=G_總=4000N，
則車的最大載重量：
G_載=G_總-G_車=4000N-800N=3200N．
答：（1）該車在這段時(shí)間內(nèi)行駛的速度是8米/秒；
（2）牽引力做功是1.92×10⁵J；
（3）若該車每個(gè)車輪與地面的接觸面積為0.01m²，車胎能承受的最大壓強(qiáng)為2×10⁵Pa，該車的最大載重量是3200N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查速度的計(jì)算、二力平衡的條件、功的計(jì)算以及壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力．