Question

近年，環(huán)保節(jié)能、鍛煉健體的理念以漸入人心，綦江上班族中有不少騎電動(dòng)自行車(chē)上班的，他們?yōu)榻ㄔO(shè)重慶衛(wèi)星城市在綠色環(huán)保、節(jié)能健體方面開(kāi)了好頭．電動(dòng)自行車(chē)可以由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，也可以由人騎行，使用前，應(yīng)先對(duì)車(chē)上的蓄電池充電．電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車(chē)上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車(chē)提供動(dòng)力．現(xiàn)有一輛電動(dòng)自行車(chē)，沿著水平的道路勻速行駛，在0.5h內(nèi)，電動(dòng)騎行了9km，此時(shí)車(chē)上電動(dòng)機(jī)的工作電壓為36V，工作電流為4A．
（1）電動(dòng)自行車(chē)在行駛時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為

動(dòng)

能和少量的

內(nèi)

能．
（2）若車(chē)和人共重1000N，行駛時(shí)輪胎與地面的接觸面積共為80cm²，那么車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少Pa？
（3）若車(chē)和人在行駛過(guò)程中受到的阻力為總重的0.02倍，則該車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）電車(chē)在行駛的時(shí)候，電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能；
（2）車(chē)和人對(duì)地面的壓力等于車(chē)和人的重力；根據(jù)公式P=

F

S

可求車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)公式W=FS可求牽引力做的功；已知電動(dòng)車(chē)的電壓、電流和工作時(shí)間，根據(jù)公式W=UIt可求電流做的功；牽引力做的功與電流做功之比就是該車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

解答：解：（1）電動(dòng)自行車(chē)在行駛時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和少量的內(nèi)能；
故答案為：動(dòng)；內(nèi)．
（2）車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為P=

F

S

=

G

S

=

1000N

80×10-4m2

=1.25×10⁵Pa；
答：車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.25×10⁵Pa；
（3）電動(dòng)車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于所受的阻力，F(xiàn)=f=0.02G=0.02×1000N=20N；
牽引力做功：
W_有用=FS=20N×9000m=1.8×10⁵J；
電流做功：
W=UIt=36V×4A×0.5×3600s=2.592×10⁵J；
該車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=

W有用

W

×100%=

1.8×105J

2.592×105J

×100%≈69.4%．
答：該車(chē)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是69.4%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)、有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，要知道物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于受到的阻力；在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于物體自身的重力．