电动自行车以其快捷、轻便、经济备受消费者青睐，某电动自行车的主要技术参数如下所示 型号：××× 额定电压：48V 电池容量：17A·h 额定功率：480W 充电时间：6～8h 整车质量：84.4kg

电动自行车以其快捷、轻便、经济备受消费者青睐，某电动自行车的主要技术参数如下所示 型号：××× 额定电压：48V 电池容量：17A·h 额定功率：480W 充电时间：6～8h 整车质量：84.4kg 外包尺寸：1860 mm×530 mm×1050 mm (1)若行驶时，该车和人共重为1400 N，每个轮胎与地面的接触面积为5×10 -3 m 2 ，那么整车对地面的压强为多大？ (2)在某平直路段上，电动自行车匀速行驶时受到的平均阻力为60N，若以额定功率行驶，电动自行车的速度是多少km/h？近来由于电动自行车引发的交通事故频频发生，郑州市规定电动自行车的最高时速为20 km/h，若以这个速度行驶，从实验中学到人民公园需要0.5 h，则动力对自行车所做的功是多少？

电动自行车物理参数计算解析

（1）整车对地面的压强

压强计算公式为 $p = \frac{F}{S}$，其中 $F$ 为压力（等于车和人的总重力），$S$ 为总接触面积。

已知车和人共重 $F = 1400 \, \text{N}$，每个轮胎接触面积 $5 \times 10^{-3} \, \text{m}^2$，两个轮胎总接触面积 $S = 2 \times 5 \times 10^{-3} \, \text{m}^2 = 1 \times 10^{-2} \, \text{m}^2$。

代入公式得 \(p = \frac{1400 \, \text{N}}{1 \times 10^{-2} \, \text{m}^2} = 1.4 \times 10^5 \, \text{Pa}\)。

（2）电动自行车的速度与功的计算

① 额定功率下的行驶速度
匀速行驶时，动力 \(F\) 等于阻力 \(f = 60 \, \text{N}\)。功率 \(P = Fv\)，则速度 \(v = \frac{P}{F}\)。

额定功率 \(P = 480 \, \text{W}\)，故 \(v = \frac{480 \, \text{W}}{60 \, \text{N}} = 8 \, \text{m/s}\)。

单位换算：\(8 \, \text{m/s} = 8 \times 3.6 \, \text{km/h} = 28.8 \, \text{km/h}\)（超过郑州规定的20 km/h）。

② 以20 km/h行驶时的动力功
郑州市规定最高时速20 km/h，行驶时间0.5 h，先求路程 \(s = vt = 20 \, \text{km/h} \times 0.5 \, \text{h} = 10 \, \text{km} = 10000 \, \text{m}\)。

匀速行驶时动力 \(F = f = 60 \, \text{N}\)，功 \(W = Fs = 60 \, \text{N} \times 10000 \, \text{m} = 6 \times 10^5 \, \text{J}\)。

关键结论

（1）整车对地面的压强为 \(1.4 \times 10^5 \, \text{Pa}\)；（2）额定功率下速度为28.8 km/h，以20 km/h行驶0.5 h的动力功为 \(6 \times 10^5 \, \text{J}\)。为何实际行驶速度常需限制？这与动能 \(E_k = \frac{1}{2}mv^2\) 有关——速度翻倍，动能将增至四倍，碰撞风险显著上升。