Question

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．
（1）火车的牵引力多大？
（2）火车行驶1min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）要解决此题，首先掌握二力平衡的条件，搞清火车所受牵引力与阻力之间的关系．
（2）首先要知道功的计算公式：W=Fs．并且要搞清F与s的关系，s必须是在力的方向上移动的距离．通过分析重力没有在力的方向上移动距离，所以重力没有做功．
根据功的计算公式计算出牵引力做的功，然后根据公式P=

W

t

计算出牵引力的功率．

解答：解：（1）∵火车在平直轨道上匀速行驶．
∴F_牵=f=9×10³N
答：火车的牵引力是9×10³N．
（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=180km/h=50m/s，t=1min=60s
火车在水平方向移动的距离是：s=vt=50m/s×60s=3×10³m
所以牵引力做的功为：W_牵=F_牵s=9×10³N×3×10³m=2.7×10⁷J
P=

W

t

=

2.7×107J

60s

=4.5×105W
答：重力做的功为0；机车的牵引力做的功为2.7×10⁷J；牵引力的功率为4.5×10⁵W．

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．