Question

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(yùn)動(dòng)，則這一過程能持續(xù)多長時(shí)間？

Answer 1

【答案】分析：列車最大值15m/s，此時(shí)列車勻速運(yùn)動(dòng)，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(shí)對(duì)其做功的力僅有牽引力與阻力，根據(jù)動(dòng)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(shí)列車勻速運(yùn)動(dòng)，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=FV_m=fV_m=3.75×10⁵W
（2）列車前進(jìn)時(shí)對(duì)其做功的力僅有牽引力與阻力，
根據(jù)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，
由：F-f=ma
得：F=f+ma=1.25×10⁵N
又因：P=FV
得：V==3m/s
由速度時(shí)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(yùn)動(dòng)，則這一過程能持15s．
點(diǎn)評(píng)：列車啟動(dòng)問題注意兩個(gè)方面，第一是列車的最大速度，此時(shí)列車受力平衡，即牽引力等于阻力；第二是列車勻加速啟動(dòng)，只能維持到列車達(dá)到最大功率．