Question

电动自行车因为绿色环保大行其道，在最近召开的人大会议上，代表们针对电动自行车的诸多问题再次提出了立法议案，其中一个问题就是车速问题。某学校物理探究小组设计了一个实验来探究电动自行车的最大速度及受到地面的平均阻力大小。实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；②骑上电动车用最大的速度驶过起点线时，从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；③车驶过起点线后就不再通电，让车依靠惯性沿直线继续前进；④待车停下，记录电动车停下时的终点位置；⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h 。（空气阻力忽略不计）

（1）电动车经过起点线时的速度v = ；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）

（2）为了测出电动车受到的平均阻力大小，还需测量的物理量是 ，电动车受到的平均阻力大小 = ；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）

（3）第二个问题是车道问题。电动车国家新标准，从2010年1月1日起实施。标准将“40公斤以上、时速20公里以上的电动自行车，称为轻便电动摩托车或电动摩托车，划入机动车范畴”。

一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表:

规 格	后轮驱动直流永磁毂电机
车型	26″电动自行车	整车质量	40 kg
最大载重	120 kg	额定输出功率	120 W
额定电压	40 V	额定电流	3.5 A

质量为M=60 kg的人骑此电动车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车和人总重的k=0.02倍,取g=10 m/s2，仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人驾驶电动车的最大速度为 ，若行驶在非机动车道上是否合法？

 

Answer 1

（1），（2）车和骑车人的总质量，，（3）6.0 m/s，不合法

【解析】

试题分析：（1）橡皮泥做平抛运动，，联立解得：速度为。

（2）由动能定理得：，可见要求得平均阻力，需要测量人和车的总质量，利用上式解得，平均阻力为。

（3）由，f=0.02(M+m)g,解得最大速度为>20m/s,不合法。

考点：平抛运动和动能定理得综合应用