一輛汽車的質(zhì)量是5×103kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW,汽車所受阻力恒為2000N,如果汽車從靜止開始以2m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,功率達(dá)到最大后汽車又以額定功率運(yùn)動了一段距離達(dá)到了最大速度,在整個過程中汽車運(yùn)動了100m.下面是甲、乙兩位同學(xué)關(guān)于此過程中汽車牽引力做功的解法:
甲同學(xué)的解法:t=
2s
a
=
2×100
2
s=10s

W=Pt=6×104×10J=6×105J    ②
乙同學(xué)的解法:F=ma+f=5×103×2+2000=1.2×104N    ③
W=Fs=1.2×104×100J=1.2×106J    ④
請對上述兩位同學(xué)的解法做出評價并說明理由.若你認(rèn)為兩同學(xué)的解法都不正確,請給出你的解法.
分析:當(dāng)汽車最終做勻速運(yùn)動時速度達(dá)到最大,此時汽車的牽引力與阻力大小相等,由汽車的額定功率和阻力,求出汽車的最大速度,再對全程應(yīng)用動能定理列式,即可解得牽引力做的功.
解答:解:甲同學(xué)的解法錯誤,在①中把100m作為勻速直線運(yùn)動的位移,
在②中錯用公式W=Pt求牽引力的功,汽車在勻加速過程中功率逐漸變大,不是定值,不能用W=Pt求功;
乙同學(xué)的解法也是錯誤的,
在④中用W=Fs求功,汽車以額定功率運(yùn)動時,牽引力是變力,不能用W=Fs求功;
正確解法:汽車勻速運(yùn)動時,速度最大,設(shè)為vm,
此時汽車的牽引力與阻力大小相等,F(xiàn)=f,
P=Fvm=fvm,則得:vm=
P
f
=
6×104
2000
=30m/s,
對全程應(yīng)用動能定理:W-fs=
1
2
mvm2-0,
汽車牽引力做功:W=fs+
1
2
mvm2=2000×100+
1
2
×5×103×302=2.45×106J;
答:甲、乙兩同學(xué)的做法均不正確;
汽車牽引力做功為2.45×106J.
點(diǎn)評:本題關(guān)鍵要能分析出汽車勻速運(yùn)動時速度最大,此時牽引力等于阻力,并能運(yùn)用動能定理列式求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

一輛汽車的質(zhì)量是5×103kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為45kW,汽車所受阻力恒為5000N,如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,功率達(dá)到最大后又以額定功率運(yùn)動了一段距離后汽車達(dá)到了最大速度,在整個過程中,汽車運(yùn)動了67.5m.問:
(1)在這個過程中,汽車發(fā)動機(jī)的牽引力做功多少?
(2)在這個過程中汽車運(yùn)動的總時間?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

一輛汽車的質(zhì)量是5×103 kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW,汽車所受阻力恒為5000N,如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,功率達(dá)到最大后又以額定功率運(yùn)動了一段距離后汽車達(dá)到了最大速度,在整個過程中,汽車運(yùn)動了125m.問在這個過程中,汽車發(fā)動機(jī)的牽引力做功多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?楊浦區(qū)一模)一輛汽車的質(zhì)量是5×103kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW,汽車所受阻力恒為5000N,如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,功率達(dá)到最大后又以額定功率運(yùn)動了一段距離后汽車達(dá)到最大速度,在整個過程中,汽車運(yùn)動了125m,問在這個過程中,汽車的牽引力做了多少功?
下面某位同學(xué)的解法.
F=ma+f=7500N,W=Fs=7500×125J=9.375×105J.
請你對這位同學(xué)的解法做出評價,若不同意,請給出你的解法.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

一輛汽車的質(zhì)量是5×103kg,發(fā)動機(jī)的額定功率為60kw,汽車所受阻力恒為5×103N,如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,功率達(dá)到最大后又以額定功率變加速運(yùn)動了一段距離后汽車達(dá)到了最大速度,在整個過程中,汽車勻加速和變加速運(yùn)動了共125m.
問(1)汽車行駛時的最大速度;
(2)汽車勻加速行駛時的末速度;
(3)汽車在勻加速行駛階段,牽引力做功多少?
(4)汽車在變加速行駛階段,牽引力做功多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案