一質量為500t的機車，以恆定功率375kW由靜止出發，經過5min速度達到最大值54km/h，設機車所受阻力...

問題詳情：

一質量為500t的機車，以恆定功率375kW由靜止出發，經過5min速度達到最大值54km/h，設機車所受阻力f恆定不變，取

g=10m/s2，試求：

（1）機車受到的阻力f的大小．

（2）機車在這5min內行駛的路程．

【回答】

考點：  共點力平衡的條件及其應用；動能定理．

分析：  知道汽車達到速度最大時是勻速直線運動，再運用動能定理求解．

解答：  解：研究對象為機車．

首先分析物理過程：機車以恆定功率P0由靜止出發→速度v增加→牽引力F減小（P0=Fv）→合力減小（F合=F﹣f）→加速度減小（a=）→速度繼續增加→直至合力減小為0，加速度a=0，速度達到最大．

可見機車在這5 min內做的是加速度減小、速度不斷增大的變速運動．當機車的速度達到最大時，P0=Fvmax，此時F=f．

（1）已知P0=375 kW=3.75×105 W，

vmax=54 km/h=15 m/s，

根據P0=Fvmax時，F=f，得：P0=fvmax

機車受到的阻力f== N=2.5×104 N．

（2）機車在這5 min內，牽引力為變力，做正功，阻力做負功，重力、*力不做功．

根據P0=，牽引力做的功為：WF=P0t．

根據動能定理有：

P0t﹣fs=mvmax2﹣0                            

解得：s==m=2250 m．

*：（1）機車受到的阻力f的大小為2.5×104N（2）機車在這5min內行駛的路程為2250 m．

點評：  要清楚汽車啟動的運動過程和物理量的變化，能夠運用動能定理解決問題．

知識點：未分類

題型：計算題