Question

【題目】質(zhì)量為3000t的列車(chē)，在恒定的額定功率下，由靜止開(kāi)始出發(fā)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小恒定，經(jīng)過(guò)103s速度達(dá)到最大行駛速度72km/h．此時(shí)司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方4km處的鐵軌被洪水沖毀，便立即緊急剎車(chē)，結(jié)果列車(chē)正好到達(dá)鐵軌處停止．假設(shè)所加的制動(dòng)力為7.5×104N．

（1）列車(chē)行駛過(guò)程中所受到阻力為多大？

（2）列車(chē)的額定功率多大？

（3）列車(chē)的總行程是多長(zhǎng)？

Answer 1

【答案】（1）列車(chē)行駛過(guò)程中所受到阻力為7.5×104N

（2）列車(chē)的額定功率為1.5×106W

（3）列車(chē)的總行程是20km

【解析】

試題分析：研究剎車(chē)過(guò)程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得剎車(chē)的加速度，再有牛頓第二定律求解阻力；

火車(chē)的額定功率可以根據(jù)P額=fvm求得；

從靜止開(kāi)始到達(dá)到最大速度的過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理求得加速的路程

解：（1）在剎車(chē)過(guò)程中

由0﹣v2=﹣2as 得

加速度大小a=0.05m/s2

由牛頓第二定律得

f阻+F附=ma

故f阻=ma﹣F附=3×106×0.05﹣7.5×104=7.5×104N

（2）由P=Fv得

P=f阻vm

故P=7.5×104×20=1.5×106W

（4）由動(dòng)能定理得：

Pt﹣f阻s1=mv2m

代入數(shù)據(jù)解得：s1=16km

故總行程s=s1+s2=20km

答：（1）列車(chē)行駛過(guò)程中所受到阻力為7.5×104N

（2）列車(chē)的額定功率為1.5×106W

（3）列車(chē)的總行程是20km