Question

小林的爸爸最近购买了一辆轿车．图12（甲）是汽车的启动原理图，当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，若此轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图（乙）所示．请你解答下列问题：
（1）请在图（甲）中将汽车的启动原理图连接完整；

（2）在整个过程中汽车做______直线运动（选填“匀速”或“变速”0-5s时间内，轿车发动机做功______ J；
（3）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下所示，根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是______m．

实验次数	1	2	3	4	5
速度/	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18		50	72

Answer

（1）电磁铁工作时吸引衔铁下来，根据杠杆原理衔铁的另一端向右运动与触点相连，使电动机连通开始工作；
（2）物体沿着一条直线且加速度不变的运动叫做匀变速直线运动，变速直线运动指速度随时间不断变化的直线运动，利用功的公式W=Pt可计算轿车发动机所做的功；
（3）由对表格中速度和制动距离的关系的分析我们可以得出制动距离应与速度的平方成正比，则可得速度为80km/h时的制动距离．
【解析】
（1）因为电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，所以电磁铁只利用电源的一部分；而电磁铁和电动机能独立、同时工作，所以二者应并联，电路连接如图所示；
（2）因为在整个过程中汽车的速度随时间不断变化，所以在整个过程中汽车做变速直线运动；
轿车的功率P=90kW=9×104W，
∵P=，
∴轿车发动机做功：W=Pt=9×104W×5s=4.5×105J；
（3）通过对1、2、4、5的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系．故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：
则由=，
解得：x=32m，即80km/h的制动距离为32m．
故答案为：（1）见下图：

（2）变速；4.5×105；（3）32．