Question

如圖是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置．當(dāng)太陽光照射到小車的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動小車前進(jìn)．若太陽光照射到小車上方的光電板，小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)過時間t前進(jìn)距離s，速度達(dá)到最大值v_m，設(shè)這一過程中電動機(jī)的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，那么（ ）
A．這段時間內(nèi)小車先加速運動，然后勻速運動
B．這段時間內(nèi)阻力所做的功為Pt
C．這段時間內(nèi)合力做的功為mv_m²/2
D．這段時間內(nèi)電動機(jī)所做的功為Fs+mv_m²/2

Answer 1

【答案】分析：小車電動機(jī)的功率恒定，速度不斷變大，根據(jù)功率與速度關(guān)系公式P=Fv可知，牽引力不斷減小，故小車的運動是加速度不斷減小的加速運動；結(jié)合動能定理列式求解相關(guān)量即可．
解答：解：A、小車電動機(jī)的功率恒定，速度不斷變大，根據(jù)功率與速度關(guān)系公式P=Fv可知，牽引力不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律，有
-F=ma
故小車的運動是加速度不斷減小的加速運動，故A錯誤；
B、對小車啟動過程，根據(jù)動能定理，有
Pt-Fs=m
阻力做功為Fs=Pt-m，故B錯誤；
C、合力做的功為m，故C正確；
D、這段時間內(nèi)電動機(jī)所做的功為Pt=Fs+mv_m²，故D正確；
故選CD．
點評：小車的恒定功率啟動方式是一種最快的啟動方式，是加速度不斷減小的加速運動，運動學(xué)公式不再適用，但可以根據(jù)動能定理列式求解．