Question

2．電動自行車已成為大眾化的一種交通工具，專業(yè)人員對某品牌電動自行車進(jìn)行了測試，讓電動自行車在平直的路面上同靜止開始運動，獲得速度隨時間變化的圖象如圖甲所示，牽引力隨時間變化的圖象如圖乙所示，已知勻速行駛時，電動機(jī)輸入電壓48V，輸入電流5A，由圖象可知，7～12s電動自行車受到的摩擦力為35N，勻速行駛時，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為87.5%．

Answer 1

分析 （1）觀察速度-時間圖象，電動自行車在0～7s速度越來越快，7～12s，速度不再變化；觀察牽引力-時間圖象，在7～12s牽引力大小不變，由于電動車勻速運動，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大��；
（2）勻速行駛時，牽引力與摩擦力是一對平衡力，利用P=Fv=fv求電動自行車勻速行駛時克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用η=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{總}}$求效率．

解答 解：
（1）由甲圖象可知，電動自行車的運動特點是先加速、后勻速．
由乙圖象可知，在7～12s牽引力大小F=35N，
因為在7～12s勻速運動，牽引力與摩擦力是一對平衡力，所以摩擦力f=F=35N；
（2）由甲圖象可知，電動自行車勻速行駛時速度v=6m/s，
則勻速行駛時克服摩擦力做功的功率：P_有用=fv=35N×6m/s=210W；
電動機(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=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{P}_{有}t}{{P}_{總}t}$×100%=$\frac{210W}{240W}$×100%=87.5%．
故答案為：35；87.5．

點評 本題以電動車為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識分析解決實際問題的能力，關(guān)鍵是明確效率η=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{總}}$可以利用計算，體現(xiàn)了學(xué)以致用．