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， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能正確解答此題．