Question

誕生于19世紀后10年的汽車，曾經(jīng)是速度和效率的象征．進入21世紀，伴隨著汽車的普及，現(xiàn)實中的交通事故、交通堵塞、能源緊張、環(huán)境污染等問題開始困擾著我們．2012年進入12月份一直到13年2月底的霧霾就是很好的證明．濱州市環(huán)保局大氣污染防治科科長祁少軍介紹，PM2.5是霧霾天氣的主要成因．濱州市環(huán)境保護監(jiān)測站空氣物理檢測室主任蔡學(xué)軍說：“濱州的PM2.5來源主要有機動車尾氣、揚塵污染和工業(yè)污染”，倡導(dǎo)“低碳環(huán)保，綠色出行”回歸傳統(tǒng)和自然的呼聲越來越高，但“國際無車日”活動并不是拒絕汽車，而是喚起民眾對自身生活方式的反思，如何走出既有速度和效率又能減少擁堵和污染這個兩難的境地，一種新的交通工具--電動汽車應(yīng)運而生了．下表是山東中融電動汽車有限公司快樂寶貝電動汽車性能參數(shù)表標(biāo)準(zhǔn)型號

空車質(zhì)量	850kg	制動距離	15米
滿載人員	4人	電動機額定電壓	48V
滿載時輪胎與地接觸面積	4×250cm2	最高車速	54km/h
電動機效率	80%	續(xù)航里程	120km-150km 根據(jù)氣候溫度和駕駛速度，道路情況

根據(jù)以上技術(shù)參數(shù)，解答下列問題：（g取10N/kg）?
（1）設(shè)乘員質(zhì)量平均為60kg，求滿載時車對水平路面的壓強？?
（2）求電動汽車在水平路面上以最大速度勻速行駛4.5×10³m所用的時間？?
（3）若電動汽車在水平路面以最大速度勻速行駛時受到的阻力為車重的0.02倍，求電動汽車勻速行駛4.5×10³m過程中，牽引力所做的功及此時的工作電流？

Answer 1

分析：（1）汽車對水平地面的壓力等于重力，由壓強公式可以求出壓強．
（2）已知路程與速度，由速度公式的變形公式求出汽車的行駛時間．
（3）由平衡條件求出汽車的牽引力，由功的計算公式求出牽引力的功，由效率公式求出汽車電動機做的功，然后由電功率公式求出電動機的電流．

解答：解：（1）電動汽車對路面的壓力
F=G_總=G_車+G_人=m_車g+m_人g=850kg×10N/kg+4×60kg×10N/kg=1.09×10⁴N，
滿載時輪胎與地接觸面積：
S=4×250cm²=0.1m²，
滿載時電動汽車對路面的壓強：
p=

F

S

=

1.09×104N

0.1m2

=1.09×10⁵Pa；
（2）電動汽車的最高車速：
v=54km/h=15m/s，
電動汽車勻速行駛的路程：s=4.5×10³m，
∵v=

s

t

，
∴電動汽車勻速行駛的時間：
t=

s

v

=

4.5×103m

15m/s

=300s；
（3）電動汽車勻速行駛，處于平衡狀態(tài)，牽引力等于阻力，此時汽車受到的牽引力：
F=f=0.02G_車=0.02m_車g=0.02×850kg×10N/kg=170N，
牽引力所做的功：
W_有=Fs=170N×4.5×10³m=7.65×10⁵J，
此時電動機消耗的電能：
W_總=

W有

η

=

7.65×105J

80%

=9.5625×10⁵J，
電動機消耗的功率：
P=

W總

t

=

9.5625×105J

300s

=3187.5W，
∵P=UI，
∴此時的工作電流：
I=

P

U

=

3187.5W

48V

≈66.4A；
答：（1）滿載時車對水平路面的壓強為1.09×10⁵Pa．?
（2）電動汽車在水平路面上以最大速度勻速行駛4.5×10³m所用的時間為300s．?
（3）牽引力所做的功為7.65×10⁵J，此時的工作電流為66.4A．

點評：本題考查了求壓強、車的行駛時間、牽引力做的功、電動機的電流等問題，應(yīng)用壓強公式、功的計算公式、電功率公式即可正確解題．