◎ 题目

一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取 g=10m/s2，试求： （1）机车受到的阻力f的大小． （2）机车在这5min内行驶的路程．

◎ 答案

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（P0=Fv）→合力减小（F合=F-f）→加速度减小（a= F合 m ）→速度继续增加→直至合力减小为0，加速度a=0，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，P0=Fvmax，此时F=f． （1）已知P0=375 kW=3.75×105 W， vmax=54 km/h=15 m/s， 根据P0=Fvmax时，F=f，得：P0=fvmax 机车受到的阻力f= P0 vmax = 3.75×105 15  N=2.5×104 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= wF t ，牵引力做的功为：WF=P0t． 根据动能定理有： P0t-fs= 1 2 mvmax2-0                              解得：s= P0t- 1 2 m  v 2max f = 3.75×105×5×60-0.5×5×105×152  2.5×104 m=2250 m． 答案：（1）机车受到的阻力f的大小为2.5×104N　（2）机车在这5min内行驶的路程为2250 m．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g=10m/s2，试求：（1）机车受到的阻力f的大小．（2）机车在这5min内…”主要考查了你对  【共点力的平衡】，【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。