Question

質(zhì)量為500噸的機車以恒定的功率由靜止出發(fā)，經(jīng)5min行駛2.25km，速度達(dá)到最大值54km/h，設(shè)阻力恒定．問：

（1）機車的功率P多大？

（2）機車的速度為36km/h時機車的加速度a多大？

Answer 1

【考點】： 動能定理的應(yīng)用；功率、平均功率和瞬時功率．

【專題】： 動能定理的應(yīng)用專題．

【分析】： （1）汽車達(dá)到速度最大時做勻速直線運動，牽引力做功為W=Pt，運用動能定理求解機車的功率P．

（2）根據(jù)勻速直線運動時的速度和功率，由P=Fv求出此時牽引力，即可得到阻力．當(dāng)機車的速度為36km/h時，由P=Fv求出此時的牽引力，即可由牛頓第二定律求解加速度a．

【解析】： 解：（1）機車的最大速度為vm=54km/h=15m/s．

以機車為研究對象，機車從靜止出發(fā)至達(dá)速度最大值過程，根據(jù)動能定理得

    Pt﹣fx=

當(dāng)機車達(dá)到最大速度時P=Fvm=fvm

由以上兩式得P==3.75×105W

（2）機車勻速運動時，阻力為

當(dāng)機車速度v=36 km/h時機車的牽引力為F1==3.75×104N

根據(jù)牛頓第二定律F1﹣f=ma

得  a=2.5×10﹣2m/s2答：（1）機車的功率P是3.75×105W．

（2）機車的速度為36km/h時機車的加速度a為2.5×10﹣2m/s2．

【點評】： 本題關(guān)鍵要清楚汽車啟動的運動過程和物理量的變化，能夠運用動能定理和牛頓第二定律解決問題．