题目内容
【题目】一列机车的质量是5×105 kg，在水平平直轨道上由静止开始匀加速启动，加速度大小为0.4 m/s2。已知机车的额定功率为3 000 kW，当机车由静止达到最大速率30 m/s时，共用时t秒。行驶过程中阻力恒定，则：
（1）机车匀加速阶段的牵引力多大?
（2）匀加速阶段机车的实际功率等于额定功率时，机车的速度多大?
（3）机车由静止达到最大速度时，前进的距离是多少?（答案中可以包含字母t）
【答案】（1）
（2）10 m/s （3）
【解析】
（1）当汽车达到匀速运动时，速度达到最大值，此时牵引力等于摩擦阻力。由此可得：
（1分）
因此匀加速阶段的牵引力可得：
（1分）
（2）设匀加速阶段末的汽车速度为
。由汽车瞬时速度等于输出功率除以此时牵引力，可得：
（1分）
（3）如图所示，达到最大速度前，有两个运动阶段。设匀加速阶段位移为
，加速度减小阶段位移为
。匀加速阶段位移为：
（1分），所用时间为
（1分）
对于变加速阶段位移使用动能定理，发动机牵引力做功减去摩擦力做的功等于汽车动能变化量，可得：
（1分）
代入数据为：
（1分）
可得：
（1分）
所以，机车由静止到达最大速度时，前进的距离是：
（1分）
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