Question

某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保四輪汽車(chē)質(zhì)量為1.2t，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓U=300V，電流I=50A，求：
（1）在行駛狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率是多大？
（2）若每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為200cm²，則汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)有多大？（g=10N/kg）
（3）當(dāng)它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時(shí)，若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)㈦姍C(jī)電功率的90%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械效率，則汽車(chē)所受阻力是多大？

Answer 1

分析：（1）知道驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓和電流，根據(jù)P=UI求出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率；
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力和自身的重力，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)效率公式求出機(jī)械功率，再根據(jù)P=Fv求出汽車(chē)勻速行駛時(shí)受到的牽引力，此時(shí)牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，兩個(gè)力的大小相等．

解答：解：（1）在行駛狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率：
P=UI=300V×50A=1.5×10⁴W；
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=1.2×10³kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

1.2×104N

4×200×10-4m2

=1.5×10⁵Pa；
（3）汽車(chē)的機(jī)械功率：
P_機(jī)=Pη=1.5×10⁴W×90%=1.35×10⁴W，
汽車(chē)勻速行駛的速度：
v=36km/h=10m/s，
∵P=Fv，
∴汽車(chē)的牽引力：
F_牽=

P機(jī)

v

=

1.35×104W

10m/s

=1350N，
∵汽車(chē)勻速行駛時(shí)，牽引力和受到的阻力是一對(duì)平衡力，
∴汽車(chē)所受阻力f=F_牽=1350N．
答：（1）在行駛狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率是1.5×10⁴W；
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa；
（3）汽車(chē)所受阻力是1350N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功率公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、效率公式、功率公式和二力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．