如图所示,一个与平台连接的足够长斜坡的倾角为θ且sinθ=1/30,一辆卡车的质量为1t.关闭发动机,卡车从静止开始沿斜坡滑下,最大速度可达120km/h.已知卡车运动过程中所受空气阻力和地

问题描述:

如图所示,一个与平台连接的足够长斜坡的倾角为θ且sinθ=

1
30
,一辆卡车的质量为1t.关闭发动机,卡车从静止开始沿斜坡滑下,最大速度可达120km/h.已知卡车运动过程中所受空气阻力和地面阻力的和与速度成正比,即Ff=kv.

(1)求比例系数k.
(2)现使卡车以恒定功率P沿斜坡向上行驶,可达到的最大速度为54km/h,求卡车的功率P.

(1)当卡车的重力沿斜面向下的分力等于阻力时,卡车的速度达到最大,
则Ff=mgsinθ=kvm                         
得k=10 N•s/m.                             
(2)当卡车沿坡向上运动时受到的阻力为
Ff1=kv1=10×

54
3.6
 N=150 N  
汽车的牵引力由受力分析可知              
F=F=Ff1+mgsin θ=(150+104×
1
30
)N           
P=FV=Fv1=(150+104×
1
30
)×
54
3.6
 W=7 250 W.  
答:(1)比例系数为10N•s/m
(2)卡车的功率为7 250 W