Question

6．電動(dòng)自行車已成為大眾化的一種交通工具．小強(qiáng)對(duì)家里的電動(dòng)自行車進(jìn)行了測(cè)試，他騎車在平直的路面上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，獲得如圖所示的速度v和牽引力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象．已知?jiǎng)蛩傩旭倳r(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入電壓48V，輸入電流5A，由圖可知，7～12s電動(dòng)自行車受到的摩擦力為35N；電動(dòng)自行車勻速行駛50m克服摩擦力做的功是1750J；電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為87.5%．

Answer 1

分析 （1）由圖1可知，電動(dòng)自行車在0～7s速度越來(lái)越快，7～12s內(nèi)速度不再變化；
由圖2可知，在7～12s內(nèi)牽引力大小不變，由于電動(dòng)車勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件求出摩擦力的大��；
（2）根據(jù)圖2讀出電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)受到的牽引力，根據(jù)W=Fs求出電動(dòng)自行車行駛時(shí)克服摩擦力做的功；
（3）根據(jù)P=fv求電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{P}_{有用}t}{{P}_{總}(cāng)t}$×100%求出效率．

解答 解：（1）由速度-時(shí)間圖象可知，電動(dòng)自行車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是先加速、后勻速；
由牽引力-時(shí)間圖象可知，在7～12s牽引力大小F=35N，
因?yàn)殡妱?dòng)自行車在7～12s勻速運(yùn)動(dòng)，
根據(jù)二力平衡條件可知，電動(dòng)自行車受到的摩擦力：f=F=35N；
（2）電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)克服摩擦力做的功：
W=Fs=35N×50m=1750J；
（2）由速度-時(shí)間圖象可知，電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)速度v=6m/s，
則克服摩擦力做功的功率：P_有用=fv=35N×6m/s=210W；
電動(dòng)機(jī)輸入總功率：P_總=UI=48V×5A=240W，
所以電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{P}_{有用}t}{{P}_{總}(cāng)t}$×100%=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{210W}{240W}$×100%=87.5%．
故答案為：35；1750；87.5．

點(diǎn)評(píng) 本題以電動(dòng)車為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，關(guān)鍵是明確效率可以利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{P}_{有用}t}{{P}_{總}(cāng)t}$×100%=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$×100%來(lái)計(jì)算，體現(xiàn)了學(xué)以致用，有意義！