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    4．如图所示是一种新型的电动车--灵酷双轮自平衡电动车，它是利用一种动态平衡原理来控制前进、后退以及停止的高科技产品，具有体积小、重量轻、强度高、携带方便、控制灵活等显著优点，并且健康低碳、节能环保，深受年轻人的青睐．其部分技术参数如表所示．
     型号 灵酷
     净重 20kg
     长、宽 46.7cm、46.4cm
     能源 可充电锂电池
     电池电压 48V
     充电一次存储的电能 1.4×106J
     最高速度 20km/h
    （1）该电动车每个车轮与地面的接触面积为20cm2，当一个质量为60kg的人在水平路面上驾驶它时，这辆电动车对地面的压强是多少？
    （2）该电动车的电动机电能转化为机械能的效率为80%，它充电一次后能以20km/h的最大速度匀速直线行驶1.4h，求在此运行过程中电动车受到的阻力．
    （3）若该电动车充电一次所存储的电能，由燃烧汽油释放的内能来提供，则至少需要燃烧多少克的汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg）？（结果保留一位小数）

    分析 （1）电动车在水平路面上驾驶时，对地面的压力和自身的重力相等，受力面积为2个车轮与地面的接触面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
    （2）根据效率公式求出充电一次后获得的机械能，根据速度公式求出行驶的路程，根据W=Fs求出牵引力，电动车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等；
    （3）由题意可知消耗汽油获得热量，根据Q=mq求出需要燃烧汽油的质量．

    解答 解：（1）电动车在水平路面上驾驶时，对地面的压力：
    F=G总=m总g=（20kg+60kg）×10N/kg=800N，
    受力面积：
    S=2×20cm2=40cm2=4×10-3m2，
    对地面的压强：
    p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2×105Pa；
    （2）由η=$\frac{W}{E}$×100%可得，充电一次后获得的机械能：
    W=Eη=1.4×104J×80%=1.12×106J，
    由v=$\frac{s}{t}$可得，汽车行驶的路程：
    s=vt=20km/h×1.4h=28km=28000m，
    由W=Fs可得，电动车受到的牵引力：
    F′=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.12×1{0}^{6}J}{28000m}$=40N，
    因电动车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
    所以，电动车受到的阻力：
    f=F′=40N；
    （3）汽油完全燃烧释放的热量：
    Q放=E=1.4×104J，
    由Q放=mq可得，需要燃烧汽油的质量：
    m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.4×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈0.0304kg=30.4g．
    答：（1）这辆电动车对地面的压强是2×105Pa；
    （2）在此运行过程中电动车受到的阻力为40N；
    （3）至少需要燃烧30.4g的汽油．

    点评 本题考查了压强、阻力、汽油质量的计算，利用好相关公式及其变形式和知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键．

    练习册系列答案
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