Question

10．如圖，為奇瑞3EV純電動(dòng)汽車(chē)，該汽車(chē)的有關(guān)參數(shù)如下表所述．汽車(chē)滿載后以54km/h的速度沿平直公路持續(xù)勻速行駛100km．（g=10N/kg）

整車(chē)質(zhì)量	1050kg
最大載重量	450kg
最高時(shí)速	80km/h
100km耗電量	15kW•h
所受阻力與車(chē)重的關(guān)系	0.03倍
一個(gè)輪胎與地面的接觸面積	0.03m2
續(xù)航里程	120km

（1）汽車(chē)牽引力做功的功率是多少？
（2）電動(dòng)機(jī)的效率是多大？
（3）滿載時(shí)，汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？

Answer 1

分析 （1）由所受阻力與車(chē)重的關(guān)系得到牽引力，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算牽引力做功的功率；
（2）由100km耗電量可得汽車(chē)消耗電能，由W=Fs計(jì)算牽引力做功，根據(jù)效率公式計(jì)算電動(dòng)機(jī)的效率；
（3）汽車(chē)對(duì)地面壓力F=G，由p=$\frac{F}{S}$計(jì)算滿載時(shí)，汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）由表格數(shù)據(jù)知，所受阻力與車(chē)重的關(guān)系：f=0.03G，
汽車(chē)滿載后沿平直公路持續(xù)勻速行駛，所以阻力與汽車(chē)的牽引力是一對(duì)平衡力，
即：F=f=0.03G=0.03mg，
汽車(chē)速度：v=54km/h=15m/s，
所以汽車(chē)牽引力做功的功率：
P=Fv=0.03mgv=0.03×（1050kg+450kg）×10N/kg×15m/s=6750W；
（2）由表格數(shù)據(jù)知，汽車(chē)100km耗電量15kW•h，
由W=Fs和η=$\frac{W}{{W}_{電}}$可得，電動(dòng)機(jī)的效率是：
η=$\frac{W}{{W}_{電}}$=$\frac{Fs}{{W}_{電}}$=$\frac{0.03×（1050kg+450kg）×10N/kg×100×1{0}^{3}m}{15×3.6×1{0}^{6}J}$×100%=83.3%；
（3）滿載時(shí)汽車(chē)對(duì)地面的壓力：F′=G=mg=（1050kg+450kg）×10N/kg=15000N，
由圖和表格數(shù)據(jù)知，地面的受力面積：S=4×0.03m²=0.12m²，
所以滿載時(shí)汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F′}{S}$=$\frac{15000N}{0.12{m}^{2}}$=1.25×10⁵Pa．
答：（1）汽車(chē)牽引力做功的功率是6750W；
（2）電動(dòng)機(jī)的效率是83.3%；
（3）滿載時(shí)，汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.25×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功率、功、效率及壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，能熟練運(yùn)用公式，從表格中獲取有用數(shù)據(jù)是關(guān)鍵．計(jì)算中要注意各物理量單位的統(tǒng)一．