Question

小林的爸爸最近購買了一輛轎車．圖12（甲）是汽車的啟動原理圖，當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉動（相當于閉合開關），電動機工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，若此轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關系如圖（乙）所示．請你解答下列問題：
（1）請在圖（甲）中將汽車的啟動原理圖連接完整；

（2）在整個過程中汽車做______直線運動（選填“勻速”或“變速”0-5s時間內，轎車發動機做功______ J；
（3）通過測量獲得轎車以不同速度行駛時對應的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數據如下所示，根據表中數據所反映的規律可知，當轎車速度為80km/h時對應的制動距離是______m．

實驗次數	1	2	3	4	5
速度/（km?h-1）	40	60	80	100	120
制動距離/m	8	18		50	72

Answer 1

解：（1）因為電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，所以電磁鐵只利用電源的一部分；而電磁鐵和電動機能獨立、同時工作，所以二者應并聯，電路連接如圖所示；
（2）因為在整個過程中汽車的速度隨時間不斷變化，所以在整個過程中汽車做變速直線運動；
轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
∵P=，
∴轎車發動機做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
（3）通過對1、2、4、5的分析可知速度越大制動距離越大，即制動距離一定與速度有關，但明顯不是正比關系．故可以想到可能與速度的平方成正比，通過計算可知制動距離的確與速度的平方成正比：
則由=，
解得：x=32m，即80km/h的制動距離為32m．
故答案為：（1）見下圖：

（2）變速；4.5×10⁵；（3）32．
分析：（1）電磁鐵工作時吸引銜鐵下來，根據杠桿原理銜鐵的另一端向右運動與觸點相連，使電動機連通開始工作；
（2）物體沿著一條直線且加速度不變的運動叫做勻變速直線運動，變速直線運動指速度隨時間不斷變化的直線運動，利用功的公式W=Pt可計算轎車發動機所做的功；
（3）由對表格中速度和制動距離的關系的分析我們可以得出制動距離應與速度的平方成正比，則可得速度為80km/h時的制動距離．
點評：本題考查了電路圖的連接，壓強公式、速度公式、功的公式的應用；關鍵是根據表中信息找出制動距離和速度之間的關系，是一道綜合性、難度較大的習題．