Question

2．電動(dòng)自行車已成為大眾化的一種交通工具，專業(yè)人員對(duì)某品牌電動(dòng)自行車進(jìn)行了測(cè)試，讓電動(dòng)自行車在平直的路面上同靜止開始運(yùn)動(dòng)，獲得速度隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，牽引力隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，已知?jiǎng)蛩傩旭倳r(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入電壓48V，輸入電流5A，由圖象可知，7～12s電動(dòng)自行車受到的摩擦力為35N，勻速行駛時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為87.5%．

Answer 1

分析 （1）觀察速度-時(shí)間圖象，電動(dòng)自行車在0～7s速度越來越快，7～12s，速度不再變化；觀察牽引力-時(shí)間圖象，在7～12s牽引力大小不變，由于電動(dòng)車勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；
（2）勻速行駛時(shí)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，利用P=Fv=fv求電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用η=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{總}(cāng)}$求效率．

解答 解：
（1）由甲圖象可知，電動(dòng)自行車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是先加速、后勻速．
由乙圖象可知，在7～12s牽引力大小F=35N，
因?yàn)樵?～12s勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，所以摩擦力f=F=35N；
（2）由甲圖象可知，電動(dòng)自行車勻速行駛時(shí)速度v=6m/s，
則勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的功率：P_有用=fv=35N×6m/s=210W；
電動(dòng)機(jī)輸入總功率：P_總=UI=48V×5A=240W，
所以電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{P}_{有}t}{{P}_{總}(cāng)t}$×100%=$\frac{210W}{240W}$×100%=87.5%．
故答案為：35；87.5．

點(diǎn)評(píng) 本題以電動(dòng)車為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力，關(guān)鍵是明確效率η=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{總}(cāng)}$可以利用計(jì)算，體現(xiàn)了學(xué)以致用．