Question

(2011年福州第二次聯(lián)考)某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究，他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為v－t圖象，如圖4－1－8所示(除2～10 s時(shí)間段內(nèi)的圖象為曲線外，其余時(shí)間段圖象均為直線)．已知小車運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，2～14 s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14 s末停止遙控而讓小車自由滑行．小車的質(zhì)量為1 kg，可認(rèn)為在整個(gè)過(guò)程中小車所受到的阻力大小不變．求：

圖4－1－8

(1)小車所受到的阻力大小及0～2 s時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)提供的牽引力大�。�

(2)小車勻速行駛階段的功率．

(3)小車在0～10 s運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移的大小．

 

Answer 1

【答案】

(1)0.75 N　1.25 N　(2)2.25 W　(3)19.7 m

【解析】(1)由圖象可得，在14～18 s內(nèi)

a₃＝＝ m/s²＝－0.75 m/s²

小車受到阻力大小：f＝－ma₃＝0.75 N

在0～2 s內(nèi)：a₁＝＝ m/s²＝0.5 m/s²

由F－f＝ma₁得，電動(dòng)機(jī)提供的牽引力大小

F＝ma₁＋f＝1.25 N.

(2)在10～14 s內(nèi)小車做勻速運(yùn)動(dòng)F₁＝f

故小車功率P＝F₁v＝0.75×3 W＝2.25 W.

(3)速度圖象與時(shí)間軸的“面積”的數(shù)值等于物體位移的大小．

0～2 s內(nèi)，s₁＝×2×1 m＝1 m

2～10 s內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理有：

Pt－fs₂＝mv－mv解得s₂＝18.7 m

故小車在加速過(guò)程中的位移為

s＝s₁＋s₂＝19.7 m.

答案：(1)0.75 N　1.25 N　(2)2.25 W　(3)19.7 m