Question

【題目】電動汽車因其節能、環保而受到人們的青睞。某品牌電動汽車，駕駛員與車的總質量為1.6t，車靜止時輪胎與地面接觸的總面積為0.08m2．汽車在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛20min，此時驅動電機的輸入電壓為300V，電流為60A，汽車所受阻力為駕駛員與車總重力的0.1倍，g取10N/kg。求電動汽車：

（1）靜止在水平地面上對地面的壓強。

（2）勻速行駛過程中驅動電機消耗的電能。

（3）勻速行駛過程中牽引力的大小。

（4）勻速行駛過程中牽引力所做的功。

Answer 1

【答案】（1）2×105Pa；（2）2.16×107 J；（3）1.6×103N；（4）1.92×107J

【解析】

（1）根據題意知道，駕駛員與電動車的總質量是1.6t，

所以，靜止在水平地面上時對地面的壓力等于重力：F=G=mg=1.6×103 kg×10N/kg=1.6×104 N，車靜止時輪胎與地面接觸的總面積是：S=0.08m2 ，

由p=F/S知道，靜止在水平地面上對地面的壓強是：p=F/S=1.6×104N/0.08m2=2×105 Pa；

（2）由W=UIt知道，勻速行駛過程中驅動電機消耗的電能是：

W=UIt=300V×60A×20×60s=2.16×107 J；

（3）由于汽車所受阻力為駕駛員與車總重力的0.1倍，所以，f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103 N，

由于勻速直線運動是平衡態，所以，牽引力的大小等于阻力，即F=f=1.6×103 N；

（4）勻速行駛過程中牽引力所做的功是：

W=Fs=Fvt=1.6×103 N×10m/s×20×60s=1.92×107 J