Question

2．一辆载重卡车连同货物总质量m=4.5×10³kg，在F=4.0×10³N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动，1min内行驶了900m．求：
（1）卡车受到阻力的大小．
（2）牵引力做功的功率．
（3）如果卡车行驶到另一粗糙的路面时，受到的阻力变为其重力的0.15倍，卡车应该减档减速行驶，请你通过计算说明其原因？

Answer 1

分析 （1）已知卡车在平直公路上匀速直线运动，所以受到的阻力等于牵引力；
（2）已知卡车的牵引力和行驶的路程，可以得到牵引力做的功；已知牵引力做的功和做功时间，利用公式P=$\frac{W}{t}$得到功率；
（3）已知路面对卡车的摩擦阻力是它本身重力的0.15倍，可求摩擦；由于卡车匀速行驶，受到的牵引力和摩擦阻力是一对平衡力，大小相等．

解答 解：
（1）卡车做匀速直线运动，卡车受到的阻力f=F=4.0×10³N；
（2）牵引力做的功W=Fs=4.0×10³N×900m=3.6×10⁶J，
牵引力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{60s}$=6.0×10⁴W；
（3）卡车在粗糙的路面时的阻力为：f′=0.15G=0.15mg=0.15×4.5×10³kg×10N/kg=6.75×10⁴N；
因为f′＞f，所以在输出功率一定时，由P=W/t=Fs/t=FV可知，阻力增大，牵引力增大，速度应减小．
答：
（1）卡车受到的阻力为4.0×10³N；
（2）牵引力做功的功率为6.0×10⁴W；
（3）在输出功率一定时，牵引力增大，速度应减小．

点评 此题考查了重力与质量的关系、二力平衡的特点和功、功率的计算，涵盖的知识点都是力学重要的公式或规律，但难度不是很大