Question

5．電動自行車是家庭常用的交通工具．如圖所示的這輛電動自行車自身重力為800N，在水平公路上勻速直線行駛4.8千米用了10分鐘，行駛時受到的阻力是40N．
（1）求該車在這段時間內(nèi)行駛的速度是多少米/秒？
（2）牽引力做功是多少？
（3）若該車每個車輪與地面的接觸面積為0.01m²，車胎能承受的最大壓強為2×10⁵Pa，求該車的最大載重量是多少牛？

Answer 1

分析 （1）知道車行駛的路程和時間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出電動自行車行駛的速度；
（2）先根據(jù)二力平衡的條件求出牽引力的大小，然后根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功；
（3）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出車對地面的最大壓力，然后根據(jù)水平面上行駛的列車對地面的壓力等于自身重力即可求出該車的最大載重量．求出車對地面的最大壓力，然后根據(jù)水平面上行駛的列車對地面的壓力等于自身重力即可求出該車的最大載重量．

解答 解：
（1）車行駛的路程s=4.8km=4800m，所用時間t=10min=600s，
該車在這段時間內(nèi)行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{4800m}{600s}$=8m/s；
（2）因為該車在水平面上做勻速直線運動，
所以牽引力和摩擦力是一對平衡力，則F=f=40N；
牽引力做功：W=Fs=40N×4800m=1.92×10⁵J；
（3）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得，車對地面的最大壓力：
F=pS=2×10⁵Pa×2×0.01m²=4000N；
而車對地面的最大壓力F=G_總=4000N，
則車的最大載重量：
G_載=G_總-G_車=4000N-800N=3200N．
答：（1）該車在這段時間內(nèi)行駛的速度是8米/秒；
（2）牽引力做功是1.92×10⁵J；
（3）若該車每個車輪與地面的接觸面積為0.01m²，車胎能承受的最大壓強為2×10⁵Pa，該車的最大載重量是3200N．

點評 本題考查速度的計算、二力平衡的條件、功的計算以及壓強公式的應(yīng)用，鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力．