质量为M=500t的机车,以恒定功率从静止起动,经过t=5min,在水平轨道上行驶了s=2.25km,速度达到vmax=15m/s.试求:(1)机车的功率P;(2)机车运动过程中所受的平均阻力.

问题描述:

质量为M=500t的机车,以恒定功率从静止起动,经过t=5min,在水平轨道上行驶了s=2.25km,速度达到vmax=15m/s.试求:
(1)机车的功率P;
(2)机车运动过程中所受的平均阻力.

机车的最大速度为vm=54km/h=15m/s.
以机车为研究对象,机车从静止出发至达速度最大值过程,
根据动能定理得:Pt-fx=

1
2
mvm2
当机车达到最大速度时P=Fvm=fvm
由以上两式得P=3.75×105W
机车匀速运动时,阻力为f=F=
P
vm
=2.5×104N,
答:(1)机车的功率为3.75×105W;
(2)机车运动过程中所受的平均阻力为=2.5×104N.
答案解析:汽车达到速度最大时做匀速直线运动,牵引力做功为W=Pt,运用动能定理求解机车的功率P.根据匀速直线运动时的速度和功率,由P=Fv求出此时牵引力,即可得到阻力.
考试点:功率、平均功率和瞬时功率.
知识点:本题关键要清楚汽车启动的运动过程和物理量的变化,能够运用动能定理和牛顿第二定律解决问题.