呼和浩特市共享單車的投放,為呼和浩特市市民的出行提供了極大的便利。小董同學通過手機掃碼,解鎖了一輛電動自行單車...
問題詳情:
呼和浩特市共享單車的投放,為呼和浩特市市民的出行提供了極大的便利。小董同學通過手機掃碼,解鎖了一輛電動自行單車,如果她騎行電動自行單車在平直的鄉間小路上做直線運動,且以恆定的功率行駛。通過收集資料,得到如圖所示的v-t影象。在第16s時速度達到10m/s,然後以10m/s做勻速直線運動。已知小董質量為50kg,電動自行單車質量為10kg,騎行時所受阻力恆為人和車總重的1/15。求
(1)在0~16s時間內,單車通過的路程___________80m(選填“大於”或“等於”或“小於”),這段時內,電動機對單車產生的牽引力__________單車所受的阻力(選填“大於”或“等於”或“小於”)。
(2)電動自行單車做勻速直線運動時,加在電動機上的電壓為50V,通過的電流10A。電動機提供的電功率多大_____?該電動機的效率為多少____?(不計機械摩擦損失)電動機線圈電阻是多少____?
(3)在0~16s時間內,單車通過的路程______。(提示:能量守恆。動能計算公式為0.5mv2,m表示質量,v表示速度)
【回答】
大於 大於 500W 80% 1Ω 85m
【解析】
(1)在v-t影象上,圖線與時間軸所圍圖形的面積表示通物體過的路程,
由影象知,圖線與時間軸所圍圖形(圖中紅線部分)的面積大於;這段時間內,電動自行車做加速運動,處於非平衡狀態,電動機對單車產生的牽引力大於單車所受的阻力;
(2)電動機提供的電功率:;由題知,騎行時單車所受阻力:,因為電動車做勻速直線運動,所以牽引力,電動機的機械功率:,電動機的效率:;電動機線圈的發熱功率:P熱=P電-P機械=500W-400W=100W,根據得,線圈的電阻:;
(3)由於騎行過程中要克服地面的阻力做功,所以,電動機輸出的機械能一部分會轉化為單車的動能,另一部分會轉化為內能,根據能量守恆可知,,即:,解得s=85m。
知識點:功率
題型:綜合題
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