Question

某課外活動(dòng)小組圍繞自行車問(wèn)題進(jìn)行了廣泛研究，其中的部分問(wèn)題如下：
（1）如圖所示，自行車的腳踏和牙盤構(gòu)成一個(gè)輪軸，而輪軸實(shí)質(zhì)上杠桿原理．經(jīng)測(cè)量，腳踏到軸心的距離R=25cm，帶動(dòng)鏈條的牙盤半徑為r=15cm．若腳踩腳踏所用的力是F=15N，求鏈條所產(chǎn)生的拉力f．
（2）我國(guó)是自行車王國(guó)，有關(guān)專家建議大力發(fā)展電動(dòng)自行車．某電動(dòng)自行車蓄電池的供電電壓為24V．若該電動(dòng)自行車包括載人共重1000N，勻速行駛時(shí)所受阻力為總重的0.03倍，而這時(shí)供電電流為10A，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%．求：①蓄電池的輸出功率；②自行車前進(jìn)的速度．

Answer 1

分析：（1）由杠桿平衡條件，根據(jù)公式FR=fr可得鏈條所產(chǎn)生的拉力f．
（2）已知供電電壓和供電電流，根據(jù)公式P=UI可得蓄電池的輸出功率．根據(jù)車與人重和阻力的關(guān)系，求出阻力，勻速行駛，阻力等于動(dòng)力，根據(jù)公式P=FV算出自行車前進(jìn)速度．

解答：解：（1）由FR=fr，
解得：f=

FR

r

=

15N×25cm

15cm

=25N．
答：鏈條所產(chǎn)生的拉力f為25N．
（2）①蓄電池的輸出功率
    P_出=UI=24V×10A=240W．
②自行車勻速行駛，動(dòng)力F=f=0.03G=0.03×1000N=30N；
由P_出η=FV得，自行車前進(jìn)的速度：
V=

P出η

F

=

240W×0.75

30N

=6m/s．
答：蓄電池的輸出功率為240W，自行車前進(jìn)的速度為6m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題考查鏈條產(chǎn)生拉力的計(jì)算，蓄電池的輸出功率以及自行車的行駛速度的計(jì)算．