一辆电动自行车铭牌上的技术参数如表中所示质量为M70kg的人骑此电动车沿平直公路行驶,所受阻力为车和
一辆电动自行车铭牌上的技术参数如表中所示质量为M70kg的人骑此电动车沿平直公路行驶,所受阻力为车和
ainanzei1回答 · 6787人浏览6787人浏览 · 0 收藏
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aokengen 答疑小能手 04-01 TA获得超过993个赞 2023-04-01 23:27
空气摩擦力,大小为F = kv²,其中v为车速,k为比例常数。设电动车的电机功率为P,电动车行驶的速度为v,电动车的电池电压为U,电动车的电阻为R,电动车的电流为I。
| 技术参数 | 数值 |
| ------------- |:-------------:|
| 额定功率 | 350W |
| 电池电压 | 48V |
| 电阻 | 0.1Ω |
| 质量 | 40kg |
根据牛顿第二定律,电动车行驶的加速度a为:
a = (P - Fv) / (M + m)
其中,m为电动车的质量,P为电动车的功率,F为受到的阻力大小。
根据欧姆定律和功率公式,电动车的电流I和电动车的功率P可以表示为:
I = U / R
P = UI
将I和P代入加速度公式,可以得到:
a = (UI - kv²) / (M + m)
当电动车行驶的速度为v时,电动车的动能E为:
E = (M + m)v² / 2
当电动车行驶的速度从v1变为v2时,电动车的动能的变化量ΔE为:
ΔE = (M + m)(v2² - v1²) / 2
根据能量守恒定律,电动车的动能的变化量ΔE等于电动车所受的阻力功W和电动车所做的功PΔt的和,即:
ΔE = W + PΔt
其中,Δt为时间间隔,W为阻力功。
将阻力功和动能变化量代入能量守恒公式,可以得到:
(M + m)(v2² - v1²) / 2 = kv²Δt + UIΔt
整理得到:
(M + m)v2² / 2 - kv²Δt / 2 - UIΔt / 2 = (M + m)v1² / 2
移项得到:
(M + m)(v2² - v1²) / 2 - kv²Δt / 2 - UIΔt / 2 = 0
因为Δt是一个无限小的时间间隔,所以可以将Δt看做0,即:
(M + m)(v2² - v1²) / 2 - kv² / 2 = 0
解得:
v2 = sqrt(kv² / (M + m))
| 技术参数 | 数值 |
| ------------- |:-------------:|
| 额定功率 | 350W |
| 电池电压 | 48V |
| 电阻 | 0.1Ω |
| 质量 | 40kg |
根据牛顿第二定律,电动车行驶的加速度a为:
a = (P - Fv) / (M + m)
其中,m为电动车的质量,P为电动车的功率,F为受到的阻力大小。
根据欧姆定律和功率公式,电动车的电流I和电动车的功率P可以表示为:
I = U / R
P = UI
将I和P代入加速度公式,可以得到:
a = (UI - kv²) / (M + m)
当电动车行驶的速度为v时,电动车的动能E为:
E = (M + m)v² / 2
当电动车行驶的速度从v1变为v2时,电动车的动能的变化量ΔE为:
ΔE = (M + m)(v2² - v1²) / 2
根据能量守恒定律,电动车的动能的变化量ΔE等于电动车所受的阻力功W和电动车所做的功PΔt的和,即:
ΔE = W + PΔt
其中,Δt为时间间隔,W为阻力功。
将阻力功和动能变化量代入能量守恒公式,可以得到:
(M + m)(v2² - v1²) / 2 = kv²Δt + UIΔt
整理得到:
(M + m)v2² / 2 - kv²Δt / 2 - UIΔt / 2 = (M + m)v1² / 2
移项得到:
(M + m)(v2² - v1²) / 2 - kv²Δt / 2 - UIΔt / 2 = 0
因为Δt是一个无限小的时间间隔,所以可以将Δt看做0,即:
(M + m)(v2² - v1²) / 2 - kv² / 2 = 0
解得:
v2 = sqrt(kv² / (M + m))
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