Question

19．一辆重5×10⁴N 的汽车，以108km/h的速度在一条水平直线的公路上匀速行驶了20min，已知在这段路程中汽车发动机的功率是1.5×10⁵W，求：
（1）汽车通过这段路程中，重力做功为多少？
（2）汽车在这段路程上受到的摩擦阻力为多大？

Answer 1

分析 （1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离判断出重力是否做功，如果做功再利用功的计算公式进行计算即可；
（2）知道汽车匀速行驶的速度和发动机的功率，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牵引力的大小，汽车匀速时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等．

解答 解：（1）汽车在水平直线的公路上匀速行驶时，重力的方向竖直向下，路程是水平方向，两者垂直，重力不做功，即重力做功为0J；
（2）汽车匀速行驶的速度：
v=108km/h=30m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，牵引力的大小：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.5×1{0}^{5}W}{30m/s}$=5000N，
因汽车匀速时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车在这段路程上受到的摩擦阻力：
f=F=5000N．
答：（1）汽车通过这段路程中，重力做功为0J；
（2）汽车在这段路程上受到的摩擦阻力为5000N．

点评 本题考查了力是否做功的判断和功率公式以及二力平衡条件的应用，计算过程要注意单位的换算．