江西省上高二中2012-2013学年高一5月月考物理

发布时间:2023-10-29 15:34:02    来源:查看试卷    点击:2258   
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一质量为500 t的机车,以恒定功率375 kW由静止出发,经过5 min速度达到最大值54 km/h,设机车所受阻力f恒定不变,取g=10 m/s2,试求:

(1)机车受到的阻力f的大小.    

(2)机车在这5 min内行驶的路程.


答案及解析:

知识点:动能和动能定理

研究对象为机车.首先分析物理过程:机车以恒定功率P0由静止出发速度v增加牵引力F减小(P0Fv)合力减小(F合=Ff)加速度减小(a)速度继续增加直至合力减小为0,加速度a0,速度达到最大.

可见机车在这5 min内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动.当机车的速度达到最大时,P0Fvmax,此时Ff,机车的受力情况如图所示.

(1)已知P0375 kW3.75×105 W

vmax54 km/h15 m/s

根据P0FvmaxFf,得:P0fvmax             

机车受到的阻力f N2.5×104 N.   

(2)机车在这5 min内,牵引力为变力,做正功,阻力做负功,重力、弹力不做功.

根据P0,牵引力做的功为:WFP0·t             

根据动能定理有:

P0·tf·smv0                            

解得:s

m

2250 m.