Question

8．如圖所示是某中學科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置．當太陽光照射到小車上方的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進．若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前進距離S，速度達到最大值v_m，設這一過程中電動機的功率恒為P，小車所受阻力大小恒為f，那么（　�。�

• A． 這段時間內(nèi)小車先勻加速運動，然后勻速運動
• B． 這段時間內(nèi)電動機所做的功為f S
• C． 這段時間內(nèi)電動機所做的功為$\frac{1}{2}$mv${\;}_{m}^{2}$
• D． 這段時間內(nèi)電動機所做的功為f S+$\frac{1}{2}$mv${\;}_{m}^{2}$

Answer 1

分析 小車電動機的功率恒定，速度不斷變大，根據(jù)功率與速度關系公式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；結合動能定理列式求解相關量即可．

解答 解：A、小車電動機的功率恒定，速度不斷變大，根據(jù)功率與速度關系公式P=Fv可知，牽引力不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律，有：$\frac{P}{v}$-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、這一過程中電動機的功率恒為P，所以有：W_電=Pt，
對小車啟動過程，根據(jù)動能定理，有：
W_電-fS=$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$
這段時間內(nèi)電動機所做的功為：W_電=fS+$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$，故BC錯誤，D正確．
故選：D．

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，運動學公式不再適用，但可以根據(jù)動能定理列式求解．