電動(dòng)車中的物理知識(shí)運(yùn)用

胡秋濤

摘 ?要：由于具有顯著的節(jié)能性、實(shí)用性、環(huán)保性、簡(jiǎn)潔性，電動(dòng)車這種代步工具受到了人們的熱烈歡迎。事實(shí)上，電動(dòng)車上面蘊(yùn)含了非常多的物理知識(shí)，本文重點(diǎn)闡述了這方面的相關(guān)內(nèi)容，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)車;物理知識(shí)

前言

外型時(shí)尚，環(huán)保節(jié)能、靈活便捷的電動(dòng)車，受到了人們的普遍好評(píng)，循序漸進(jìn)地取代了自行車以及摩托車。我們也應(yīng)該清楚地意識(shí)到，它里面蘊(yùn)含了相當(dāng)多的物理知識(shí)，以下是這方面的詳細(xì)內(nèi)容。

1電動(dòng)車的結(jié)構(gòu)

通常情況下，電動(dòng)車涵蓋了五大組成部分，依次是電機(jī)（電驅(qū)動(dòng)裝置）、車體、充電器、可充電電池以及控制系統(tǒng)。

2電動(dòng)車中的聲學(xué)知識(shí)

電動(dòng)車前端都會(huì)安裝相應(yīng)的喇叭，在車體的龍頭上配置了相應(yīng)的按鈕式開(kāi)關(guān)。在電動(dòng)車正常工作的情況下，駕駛員按下這個(gè)按鈕，電動(dòng)車的喇叭即可發(fā)出聲音。它牽涉到下列物理知識(shí)：首先是聲音的形成源自于物體振動(dòng)。其次是聲音應(yīng)該通過(guò)介質(zhì)進(jìn)行傳播，真空無(wú)法進(jìn)行傳聲。再次，聲音在空氣中的正常傳播速度大致達(dá)到了340m/s，如果按下了喇叭按鈕，前方影響正常通行的人員或者車輛，會(huì)在聽(tīng)到電動(dòng)車?yán)嚷曇艉蠹皶r(shí)躲避。最后，聲音能夠傳遞信息，假如車輛在正常行駛中發(fā)出了異常聲音，會(huì)向駕駛員傳遞相應(yīng)信息，可能是不動(dòng)部件與運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)了摩擦，導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，亟需檢修。

3電動(dòng)車的物理性質(zhì)

首先要考慮車輛的密度以及速度。通常情況下電動(dòng)車整車的總質(zhì)量是不超過(guò)四十千克，車輛的鋼圈、支架均具有較高的密度以及硬度，抗震性能非常突出。其次，電動(dòng)車的車胎由高質(zhì)量的橡膠等精制而成，彈性非常卓越。再次，往電動(dòng)車的車胎內(nèi)中持續(xù)充氣時(shí)，車胎中氣體的密度以及質(zhì)量都在持續(xù)變大。再接下來(lái)，要關(guān)注路程以及速度的相關(guān)知識(shí)。按照2018年國(guó)家關(guān)于電動(dòng)車的最大設(shè)計(jì)時(shí)速要求，不能超過(guò)每小時(shí)二十五公里;在非機(jī)動(dòng)車道中行駛的過(guò)程中，最高時(shí)速只能是十五千米每小時(shí)。續(xù)行里程大致達(dá)到了二十五公里，優(yōu)質(zhì)電動(dòng)車能夠續(xù)行五十千米。駕駛員在騎電動(dòng)車的過(guò)程中，通常情況下將路旁的房屋、樹(shù)木等當(dāng)作參照物時(shí)，人處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將電動(dòng)車當(dāng)作參照物時(shí)，人處于靜止?fàn)顟B(tài)。

從壓強(qiáng)知識(shí)來(lái)看，電動(dòng)車的坐墊可以減壓減震，它有較大的受力面積，單位面積的壓強(qiáng)小，因此坐姿比較舒服。就電動(dòng)車對(duì)地面的壓強(qiáng)而言，車胎在打足氣后，車胎對(duì)地面的壓強(qiáng)正常情況下保持不變。如果車胎發(fā)生了漏氣，對(duì)地面的壓強(qiáng)會(huì)逐步變小。就車胎中一定數(shù)量的氣體而言，溫度越高，其壓力越大。因此不能輕易將電動(dòng)車在太陽(yáng)下曝曬，避免氣壓過(guò)大，導(dǎo)致爆胎現(xiàn)象。爆胎過(guò)程事實(shí)上是氣體膨脹向外做功，減少內(nèi)能，溫度降低的過(guò)程。

4電動(dòng)車中的摩擦力知識(shí)

電動(dòng)車在正常行駛的過(guò)程中，地面與前輪之間進(jìn)行滾動(dòng)摩擦，地面和后輪進(jìn)行了靜摩擦，在遭遇特殊情況時(shí)，剎緊電動(dòng)車的前后輪，電動(dòng)車和地面進(jìn)行滑動(dòng)摩擦。其次，車輪胎上以及龍頭兩端手柄上均設(shè)計(jì)了凹凸不平的各類花紋，主要是為了增大摩擦力。再次，剎車過(guò)程中用力捏閘，能夠增加車輪與地面之間的摩擦力。按照設(shè)計(jì)規(guī)定，干態(tài)、濕態(tài)剎車制動(dòng)距離分別不能超過(guò)4米與15米，意味著干態(tài)剎車比濕態(tài)剎車時(shí)的摩擦力要大。因此雨天路滑時(shí)，應(yīng)該謹(jǐn)慎駕駛電動(dòng)車。

在剛啟動(dòng)電動(dòng)車時(shí)，牽引力超過(guò)了摩擦阻力，改變了車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，平衡狀態(tài)被打破。在車輛路上勻速行駛的過(guò)程中，牽引力與摩擦阻力大小相等、方向相反，二力在水平方向上平衡。假如遭遇緊急情況，駕駛員剎車減速，此時(shí)摩擦阻力轉(zhuǎn)變了電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如遭遇下雪天氣，車輛在拐彎時(shí)易于摔倒，這是由于電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，地面無(wú)法為其提供充足的摩擦阻力，易于摔倒。電動(dòng)車不能載人，也不能超載重物，這是為了規(guī)避慣性過(guò)大、出現(xiàn)意外時(shí)無(wú)法立即停車的問(wèn)題。

5電動(dòng)車中的光學(xué)知識(shí)

通常情況下，電動(dòng)車上都配置了轉(zhuǎn)向燈、照明燈（LED）。它的工作原理如下所示。借助電流本身的熱效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)變成了內(nèi)能以及光能。反光罩有非常光滑的內(nèi)表面，借助光反射的原理，讓光線集中地射向車輛行駛的前方。尾燈是角反射器，能夠?qū)⑸湎螂妱?dòng)車的所有光都反射回去。就它的可充電電池而言，基本上涵蓋了三節(jié)到四節(jié)彼此串聯(lián)的蓄電池，每節(jié)電壓為12V-20V，電動(dòng)車的電源電壓一般是36V—80V。電動(dòng)機(jī)是其名副其實(shí)的“心臟”，一般情況下置于車輛的后輪上，如此以來(lái)后輪變成電動(dòng)車的主動(dòng)輪，它借助“通電線圈在磁場(chǎng)中進(jìn)行受力轉(zhuǎn)動(dòng)”的相關(guān)知識(shí)工作。在關(guān)閉電源的情況下，部分電動(dòng)車可以通過(guò)人力踩踏前行，電動(dòng)機(jī)成為了“發(fā)電機(jī)”，借助了“電磁感應(yīng)”的相關(guān)原理，為電動(dòng)車提供“自發(fā)電”。電量表經(jīng)由電壓表改裝而成。控制器是調(diào)節(jié)電動(dòng)車速度的重要部件，類似于滑動(dòng)變阻器的工作原理，它是電動(dòng)車車輛控制系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件，而且具備了限流、欠壓保護(hù)等多種功能。

6電動(dòng)車中的能量轉(zhuǎn)化知識(shí)

在給電瓶充電的過(guò)程中，電能被逐步轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，在蓄電池中儲(chǔ)存，在車輛行駛的過(guò)程中，蓄電池將這些化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了電動(dòng)機(jī)所需的電能，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中又把電能轉(zhuǎn)變成了車輛的機(jī)械能，使主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。在此過(guò)程中，一些電能被轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，給電機(jī)發(fā)熱;在車燈打開(kāi)的情況下，電能被轉(zhuǎn)化成了光能以及內(nèi)能;按響電動(dòng)車的喇叭，將電能轉(zhuǎn)變成了聲能。

在車輛保養(yǎng)以及使用的過(guò)程中，應(yīng)該勤于保養(yǎng)，勤充電。決不可讓積水淹沒(méi)了電動(dòng)機(jī)內(nèi)的中心控制器，也不能將電動(dòng)車置于有腐蝕性、濕度較大的環(huán)境中，在起步過(guò)程中應(yīng)該先助力，在重載、上橋、逆向大風(fēng)、上坡行駛的過(guò)程中，可以用腳助力，以規(guī)避電池放電過(guò)程中電流過(guò)大，給電池帶來(lái)不可挽回的傷害，影響電池的使用壽命以及續(xù)行里程。尤其要注意的是，決不可等到電量用光了才充電，以規(guī)避“深放電”而極大地影響電池的續(xù)航里程以及使用壽命，決不可倒置充電。此外在使用過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)嚴(yán)重超載的問(wèn)題，以避免發(fā)生意外事故。而且，也要適當(dāng)?shù)貙?duì)車輛進(jìn)行潤(rùn)滑、保潔，應(yīng)該適當(dāng)對(duì)車胎充氣等。

結(jié)語(yǔ)

從上文分析可以看出，在電動(dòng)車等和我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的生活物品中，蘊(yùn)含著不少物理知識(shí)。我們應(yīng)該處處留心，練就善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)藏的物理知識(shí)，有效地使用這些生活物品，以更好地感受科學(xué)知識(shí)和先進(jìn)給我們帶來(lái)的諸多便利。

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（工作單位：湖南省祁陽(yáng)縣第一中學(xué)高599班）