質(zhì)量為5×105Kg的列車以恒定的功率沿水平軌道行駛,在180s內(nèi)其速度由10m/s增大到最大值15m/s,設(shè)列車所受阻力恒為2.5×104N.(g=10m/s2
求:(1)列車的功率?
(2)列車在180s內(nèi)行駛多少米?
(3)若列車從靜止開始保持0.2m/s2的加速度做勻加速直線運動,則這一過程能持續(xù)多長時間?
【答案】分析:列車最大值15m/s,此時列車勻速運動,牽引力等于阻力,所以列車的功率等于牽引力與速度的乘積;列車前進(jìn)時對其做功的力僅有牽引力與阻力,根據(jù)動能定理可以得出列車180s內(nèi)前進(jìn)的距離.
解答:解:(1)當(dāng)列車最大值15m/s,此時列車勻速運動,牽引力等于阻力,所以列車的功率等于牽引力與速度的乘積;
P=FVm=fVm=3.75×105W
(2)列車前進(jìn)時對其做功的力僅有牽引力與阻力,
根據(jù)動能定理:Pt-fs=
解得:s=1.45×103m
(3)列車從靜止開始保持0.2m/s2的加速度做勻加速直線運動,
由:F-f=ma
得:F=f+ma=1.25×105N
又因:P=FV
得:V==3m/s
由速度時間關(guān)系式得:V=at
解得:t=15s
答::(1)列車的功率為3.75×105W
(2)列車在180s內(nèi)行駛1.45×103m
(3)若列車從靜止開始保持0.2m/s2的加速度做勻加速直線運動,則這一過程能持15s.
點評:列車啟動問題注意兩個方面,第一是列車的最大速度,此時列車受力平衡,即牽引力等于阻力;第二是列車勻加速啟動,只能維持到列車達(dá)到最大功率.
練習(xí)冊系列答案
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(1)啟動后0.5s內(nèi)牽引力做的功;
(2)汽車的加速度為1m/s2時汽車的速度;
(3)汽車的速度為10m/s時的加速度;
(4)汽車行駛過程中能達(dá)到的最大速度;
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(1)啟動后0.5s內(nèi)牽引力做的功;
(2)汽車的加速度為1m/s2時汽車的速度;
(3)汽車的速度為10m/s時汽車的加速度;
(4)汽車行駛能達(dá)到的最大速度(g=10m/s2

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(1)汽車行駛能達(dá)到的最大速度(g=10m/s2
(2)汽車的加速度為1m/s2時汽車的速度;
(3)汽車行駛達(dá)到最大速度時所用時間為10s,在這段時間內(nèi)汽車的位移為多大?

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