Question

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小新的爸爸最近也购买了一辆轿车．
（1）请在图甲中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整．说明：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．

（2）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有195kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10^-2m²，试求轿车对地面的压强（g取10N/kg）．
（3）若轿车以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．则在15s-20s时间间隔内，轿车发动机做功多少焦？轿车运动过程中受到的阻力是多少牛？

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；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，故电磁铁只利用电源的一部分，据此连接；
（2）知道轿车质量，利用重力公式求轿车重，而对地面的压力大小等于物体重力，已知受力面积，利用压强公式p=计算出轿车对地面的压强；
（3）在15s-20s时间间隔内轿车做匀速运动，知道轿车功率，利用功的公式W=Pt计算轿车发动机做功，利用P=Fv求牵引力大小，再利用二力平衡知识求阻力大小．
【解析】
（1）当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动时，电磁铁有电流、有磁性，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；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，故电磁铁只利用电源的一部分，连接实物图如图所示：
（2）轿车对地面的压力大小：
F=G=（m+m车）g=（1725kg+195kg）×10N/kg=1.92×104N；
轿车对地面的压强：
p===4.8×105Pa；
（3）轿车发动机做功：
W=Pt=90×103W×5s=4.5×105J；
由图知，轿车匀速运动的速度v=30m/s，
∵P=Fv，
∴轿车牵引力：
F===3000N，
∵轿车匀速运动，
∴f=F=3000N．
答：（1）如图所示；
（2）轿车对地面的压强为4.8×105Pa；
（3）在15s-20s时间间隔内，轿车发动机做功4.5×105J；轿车运动过程中受到的阻力是3000N．