Question

【題目】電動車是生活中應用非常廣泛的一種代步工具。請回答以下問題：

(1)電動車部分材料的技術指標如下表所示，假如讓你設計制造電動車車架，你會選擇表中的哪種材料_____？請說明理由____。

材料種類	密度/kgm﹣3	強度
碳纖維	1.6×103	強
鋁合金	3.0×103	較弱
鐵合金	4.5×103	較強
錳鋼	7.9×103	強

(2)電動車的剎車車把是一個由剎車線、剎車閘和支點構成的杠桿。剎車時，若在剎車閘A處施加一個如圖所示的力F，此時構成一個_____（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。

(3)若電動車和小明的總質量為120kg，輪胎與地面的總接觸面積約是120cm2，則小明騎車時，車對地面的壓強為多少？________（g取10N/kg）

(4)電動車在水平路面上以10m/s的速度做勻速直線運動，若電動車的輸出功率恒為500W，此時電動車受到的阻力為多大？________

Answer 1

【答案】碳纖維 碳纖維材料的密度小且強度高 省力 1.0×105Pa 50N

【解析】

(1)由表可知，碳纖維的密度最小，強度大，選用碳纖維材料輕便堅固；

(2)根據動力臂與阻力臂的大小關系判斷杠桿的類型；

(3)電動自行車和小明的總質量為120kg，根據公式，求出電動自行車和中學生的總重力，即對地面的壓力；根據公式，求出對地面的壓強；

(4)根據公式，求出電動自行車受到的動力；根據電動自行車勻速運動時，受平衡力的作用，阻力等于動力，求出阻力。

(1)[1][2]表中數據知，碳纖維的密度最小，根據可知，相同體積的電動車質量最小；由可知，電動車重力越小，對地面壓力越小，行駛時受到地面的摩擦力越小，越節能，且碳纖維強度高，故選用碳纖維材料制作電動車車架；

(2)[3]由杠桿的示意圖可知，動力的力臂OB大于阻力的力臂C，此時構成一個省力杠桿；

(3)[4]電動車和小明的總質量為120kg，總重為：

；

車對地面的壓力：

，

輪胎與地面的總接觸面積約是120cm2，即受力面積，車對地面的壓強：

；

(4)[5]由可得，電動車的牽引力：

，

電動車在水平路面上做勻速直線運動，則電動車受到的受到的牽引力與阻力為平衡力，大小相等，則電動車受到的阻力為

。