Question

【題目】為節(jié)能減排，我市許多景區(qū)購置了四輪電動觀光車，如圖所示．該車滿載時的總質(zhì)量為1600kg，該車滿載且靜止在水平路面上時，每條輪胎與路面接觸的面積為200cm2 ， 滿載乘客的觀光車以額定功率繞景區(qū)沿水平路面行駛一周的路程為2000m，行駛一周的時間為500S，電動機的額定功率為20kW，觀光車滿載時水平勻速行駛受到的阻力為重力的0.2倍（g取10N/kg）． 求：
（1）電動觀光車行駛一周的平均速度是多大．
（2）電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周克服阻力做的功為多少J．
（3）觀光車上的直流電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：電動觀光車行駛一周的平均速度：

v= = =4m/s；

答：電動觀光車行駛一周的平均速度是4m/s．

（2）解：由題可知，電動觀光車受到的阻力：

f=0.2G=0.2mg=0.2×1600kg×10N/kg=3200N，

由于電動觀光車勻速行駛，則它受到的牽引力F=f=3200N，

電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周克服阻力做的功：

W=Fs=3200N×2000m=6.4×106J；

答：電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周克服阻力做的功為6.4×106J．

（3）解：電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周消耗的電能：

W電=Pt=20×103W×500s=1×107J，

觀光車上的直流電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率：

η= = ×100%=64%．

答：觀光車上的直流電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為64%．

【解析】（1）知道電動觀光車行駛一周的路程和所用時間，利用v= 求平均速度；（2）電動觀光車受到的阻力f=0.2G，由于電動車勻速行駛，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，利用W=Fs求電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周克服阻力做的功；（3）利用W=Pt求電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周消耗的電能，觀光車上的直流電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率等于電動觀光車正常繞景區(qū)勻速行駛一周克服阻力做的功與消耗電能之比．
【考點精析】本題主要考查了功的計算的相關(guān)知識點，需要掌握功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是�！� 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能正確解答此題．