题目内容

1.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图象,如图所示(除2s-10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知在小车运动的过程中,2s-14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变.求:
(1)小车所受到的阻力大小;
(2)小车匀速行驶阶段的功率;
(3)当小车速度为5m/s时,小车的加速度大小.

分析 (1)在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车只受摩擦力,故可以可以先求加速度,再求出合力,等于摩擦力;
(2)匀速阶段,牵引力等于阻力,速度已知,直接根据公式P=Fv求解;
(3)根据功率计算小车速度为5m/s时受到的拉力的大小,根据牛顿第二定律计算加速度的大小.

解答 解:(1)在14s-18s时间段有:a1=$\frac{0-6}{18-14}$m/s2=-1.5m/s2
小车受到阻力大小为:f=ma1=1.5N
(2)在10s-14s小车作匀速直线运动,牵引力为:F=Ff
P=Fv=1.5×6W=9W   
(3)当小车速度v=5m/s时,小车正在做加速度减小的变加速运动,有:${F}_{1}=\frac{P}{{v}_{1}}=\frac{9}{5}=1.8N$
根据牛顿第二定律有:${a}_{2}=\frac{{F}_{1}-f}{m}=\frac{1.8-1.5}{1}m/{s}^{2}=0.3m/{s}^{2}$
答:(1)小车所受到的阻力大小为1.5N;
(2)小车匀速行驶阶段的功率为9W;
(3)当小车速度为5m/s时,小车的加速度大小为0.35m/s2.

点评 解决本题的关键知道小车在整个过程中的运动规律,知道牵引力等于阻力时,速度最大,对于变加速运动的过程,抓住功率不变进行求解.

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