Question

3．一列质量为1×10³t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×10³N．火车行驶1h，重力做功是0J，机车牵引力做功1.62×10⁹ J，牵引力的功率4.5×10⁵ W．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）功的计算公式为：W=Fs，距离s必须是在力的方向上移动的距离；重力没有在力的方向上移动距离，所以重力没有做功．
（2）先根据二力平衡的条件，明确火车所受牵引力与阻力之间的关系；再根据速度公式求出火车行驶的路程；最后根据W=Fs计算牵引力做的功；
（3）根据功率公式P=$\frac{W}{t}$求出牵引力的功率．

解答 解：
（1）重力方向竖直向下，火车在水平方向移动，所以重力没有做功，即重力做功为0J；
（2）火车在平直轨道上匀速行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，
则火车受到的牵引力：F_牵=f=9×10³N；
由v=$\frac{s}{t}$可得，火车行驶的路程：
s=vt=180km/h×1h=180km=1.8×10⁵m；
机车牵引力做功：W_牵=F_牵s=9×10³N×1.8×10⁵m=1.62×10⁹ J；
（3）牵引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.62×1{0}^{9}J}{3600s}$=4.5×10⁵ ．
故答案为：0； 1.62×10⁹ ； 4.5×10⁵ ．

点评 此题主要考查了二力平衡条件的应用、功和功率的计算；特别是功的计算，一定要知道距离是在力的方向上移动的距离．