Question

一列质量为1000t的火车，以50米每秒的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到阻力是9×10⁴ N．
（1）火车的牵引力是多大？
（2）火车行驶1分钟时间内，重力做了多少功？机车牵引力做了多少功？牵引力的功率多大？

Answer 1

分析：（1）火车做匀速直线运动，处于平衡状态，火车的牵引力与阻力是一对平衡力，根据平衡条件求出火车的牵引力；
（2）根据做功的条件求出重力的功；由v=

s

t

和W=Fs求出牵引力的功，最后由功率公式P=

W

t

求出牵引力的功率．

解答：解：（1）火车在平直轨道上匀速行驶，处于平衡状态，
牵引力F_牵=f=9×10⁴N；
（2）重力方向竖直向下，物体在水平方向移动，
所以重力没有做功，因此W_G=0．
∵v=

s

t

，t=1min=60s，
∴火车的路程：
s=vt=50m/s×60s=3×10³m，
牵引力做的功为：
W=Fs=9×10⁴N×3×10³m=2.7×10⁸J；
牵引力的功率：
P=

W

t

=

2.7×108J

60s

=4.5×10⁶W；
答：（1）火车的牵引力9×10⁴N；
（2）重力做的功为0；机车的牵引力做的功为2.7×10⁸J；牵引力的功率为4.5×10⁶W．

点评：此题主要考查了二力平衡条件及应用，同时考查了功、功率的计算．特别是功的计算，一定要搞清F、s之间的关系，s是在力的方向上移动的距离．