1、简答题 电动自行车因其价格相对于摩托车低廉,而且污染小,受到了广大群众的喜爱.某电动自行车的铭牌如下表所示.
| 规格 | 后轮驱动直流永磁电机 车型:20型 电机输出功率:175W 整车质量:40kg 额定工作电压:36V 最大载重量:120kg 额定工作电流:5A
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(1)求此车所装电动机的线圈电阻.
(2)求此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率.
(3)一个60kg的人骑着此车,如果电动自行车所受阻力为车和人总重量的0.02倍,则在平直的公路上行驶的最大速度是多大?(g取10m/s2)
参考答案:(1)由表格可知:电机输出功率为P出=175W,电源的输出电压为U=36V,电流为I=5A,设内阻为R,
则根据能量守恒定律得? UI-I2R=P出,
代入得:36×5-25R=175
解得? R=0.2Ω
(2)电动机的总功率为P总=UI=36×5W=180W,电机输出功率为P出=175W,
所以电动机的效率为η=P出P总×100%=175180×=97.2%.
(3)一个60kg的人骑着此车,车和人的总的重量为100kg,
此时电动自行车所受阻力为f=0.02mg=0.02×100×10N=20N,
行驶的最大速度是vm=PF=Pf=17520m/s=8.8.75m/s,
答:(1)此车所装电动机的线圈电阻为0.2Ω.
(2)此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率为97.2%.
(3)在平直的公路上行驶的最大速度是8.75m/s.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示为用于节水的喷水“龙头”的示意图,喷水口距离地面高度h=1.25m,用效率(一个工作设备在一定时间内输出能量与输入能量之比)η=70%的抽水机,从地下深H=5m的井里抽水,使水充满喷水口,并以恒定的速率从该“龙头”沿水平喷出,喷水口的截面积S=2cm2,其喷灌半径R=10m,已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,不计空气阻力。试求:
(1)水从喷水口射出时的速率;
(2)1s钟内抽水机需要对水所做的最少功;
(3)带动抽水机的电动机的最小输出功率。

参考答案:解:(1)
,所以
,
(2)
?
?
?
?
(3)
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为
,汽车行驶过程中所受阻力恒为
,汽车的质量
。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为
,汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶。求:
(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;
(2)匀加速运动能保持多长时间;
(3)当汽车的速度为20m/s时的加速度。
参考答案:解:(1)汽车匀速行驶时F=f,达到最大速度Vm
则Vm=
=32m/s
(2)根据F-f=ma
得F=f+ma=5×103N
V=
=16 m/s
?
(3)v=20m/s>16m/s,故车变加速阶段,保持P0不变
则F=
?
本题解析:
本题难度:困难
4、填空题 质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为υ,则阻力大小为______,当汽车的车速为υ/4时.汽车的瞬时加速度的大小为______.
参考答案:汽车速度达到最大后,将匀速前进,根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件
F1=f?
P=F1v?
解得:f=Pv
当汽车的车速为v4时,P=F2(v4)
解得:F2=4f
根据牛顿第二定律
F2-f=ma?
解得:a=3Pmv
故答案为:Pv;3Pmv
本题解析:
本题难度:简单
5、简答题 一列机车的质量是5×105kg,在水平平直轨道上由静止开始匀加速启动,加速度大小为0.4m/s2.已知机车的额定功率为3000k w,当机车由静止达到最大速率30m/s时,共用时t秒.行驶过程中阻力恒定,则:
(1)机车匀加速阶段的牵引力多大?
(2)匀加速阶段机车的实际功率等于额定功率时,机车的速度多大?
(3)机车由静止达到最大速度时,前进的距离是多少?(答案中可以包含字母t)
参考答案:(1)当机车匀速运动时,速度达到最大值,此时牵引力等于阻力,F=f,此时P=Fv=fv,机车受到的阻力
f=P额v最大=3×106W30m/s=1×105N,
匀加速阶段,由牛顿第二定律可得:
F牵-f=ma,解得:F牵=3×105N;
(2)设匀加速阶段末的汽车速度为v1,
匀加速阶段机车的实际功率等于额定功率时,
由P=Fv,可得此时机车的速度v1=P额F牵=3×106W3×105N=10m/s;
(3)如图所示,达到最大速度前,有两个运动阶段.设匀加速阶段位移为s1,加速度减小阶段位移为s2.
匀加速阶段位移为:s1=v212a=1022×0.4=125m,所用时间为t1=v1a=100.4=25s,
对于变加速阶段,由动能定理得:P(t-t1)-fs2=12mv最大2-12mv12,
解得:s2=(30t-2750)m,
所以,机车由静止到达最大速度时,前进的距离是:
s=s1+s2=(30t-2625)m;
答:(1)机车匀加速阶段的牵引力1×105N.
(2)匀加速阶段机车的实际功率等于额定功率时,机车的速度10m/s.
(3)机车由静止达到最大速度时,前进的距离是=(30t-2625)m.

本题解析:
本题难度:一般
Every flow has its ebb. 潮有涨落日,人有盛衰时.