Question

下圖是一個遙控電動小車在水平直軌道上運動的v-t圖象，圖中2s～10s時間段的圖象為曲線，其余時間段均為直線．已知小車運動過程中所受阻力不變，在2s～14s時間段內小車的功率保持不變，在14s末停止供電而讓小車自由滑行，小車的質量為1.0kg．求：
（1）小車所受到的阻力；
（2）小車勻速行駛階段牽引力的功率；
（3）小車在加速運動過程中（指圖象中0～10秒內）位移的大小．

Answer 1

（1）在14s～18s時間段，由圖象可得：
a=

△v

△t

=

0-6

18-14

m/s2=-1.5m/s2
F_f=ma=-1.0×1.5N=-1.5N（負號表示力的方向與運動方向相反）
（2）在10s～14s小車做勻速運動，牽引力大小F與F_f大小相等F=1.5N   
P=Fv=1.5×6W=9W               
（3）速度圖象與橫軸之間的“面積”等于物體運動的位移
0～2s內x1=

1

2

×2×3m=3m               
2s～10s內根據動能定理
Pt+Ffx2=

1

2

m

v

22

-

1

2

m

v

21

解得x₂=39m
∴加速過程中小車的位移大小為：x=x₁+x₂=42m
答：（1）小車所受到的阻力為1.5N．
（2）小車勻速行駛階段牽引力的功率為9W．
（3）小車在加速運動過程中位移的大小為42m．