Question

改革開放三十年來，我國國民經濟建設取得了巨大成就，轎車已經進入尋常百姓家庭．桑塔納2000轎車的質量是1、6t，當它以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛20min，轎車受到的阻力是車重的0.1倍．求轎車在這段時間內（g取10N/kg）：
（1）轎車重力做的功；
（2）發動機的牽引力；
（3）發動機的功率．

Answer 1

解：
（1）因為轎車運動方向與重力方向垂直，所以重力不做功；即：W=0J；
（2）由題可求出F_阻=0.1G=0.1×1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10³N；
因為轎車做勻速直線運動，由二力平衡條件知：F_牽=F_阻=1.6×10³N；
（3）v=108km/h=30m/s；
轎車在20min內行駛的路程是s=vt=30m/s×1200s=3.6×10⁴m；
轎車所做的總功是W_總=F_牽s=1.6×10³N×3.6×10⁴m=5.76×10⁷J；
轎車的功率P=W；
或者：P=F_牽v=1.6×10³N×30m/s=4.8×10⁴W．
答：（1）轎車重力做的功0J；
（2）發動機的牽引力1.6×10³N；
（3）發動機的功率4.8×10⁴W．
分析：（1）理解做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在這個力的方向上移動的距離；重力的方向豎直向下，汽車運動方向是沿水平方向；
（2）因為轎車沿水平方向做勻速直線運動，根據二力平衡的條件可知：牽引力等于阻力，求出阻力也就是求出了牽引力；
（3）根據功率的定義式或另一種表達式P=Fv計算發動機的功率．
點評：解答本題需要理解做功的兩個必要因素、二力平衡條件，求牽引力做功的功率時方法有兩種，可以采用第二種方法，簡潔清楚．