电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车,驾驶员与车的总质量为1.6t,车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08m2.汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min,此时驱动电机的输入电压为300V,电流为60A,汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍,g取10N/kg。求电动汽车:
(1)静止在水平地面上对地面的压强。
(2)匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。
(3)匀速行驶过程中牵引力的大小。
(4)匀速行驶过程中牵引力所做的功。
(1)2×105Pa;(2)2.16×107 J;(3)1.6×103N;(4)1.92×107J
【解析】
(1)根据题意知道,驾驶员与电动车的总质量是1.6t,
所以,静止在水平地面上时对地面的压力等于重力:F=G=mg=1.6×103 kg×10N/kg=1.6×104 N,车静止时轮胎与地面接触的总面积是:S=0.08m2 ,
由p=F/S知道,静止在水平地面上对地面的压强是:p=F/S=1.6×104N/0.08m2=2×105 Pa;
(2)由W=UIt知道,匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能是:
W=UIt=300V×60A×20×60s=2.16×107 J;
(3)由于汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍,所以,f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103 N,
由于匀速直线运动是平衡态,所以,牵引力的大小等于阻力,即F=f=1.6×103 N;
(4)匀速行驶过程中牵引力所做的功是:
W=Fs=Fvt=1.6×103 N×10m/s×20×60s=1.92×107 J
【点睛】
本题考查的知识点较多,综合性强,涉及了压强、电能、速度、电功公式的运用及二力平衡的运用,难度不大。