题目内容
【题目】我国的动车技术已达世界先进水平，“高铁出海”将在我国“一带一路”战略构想中占据重要一席。所谓的动车组，就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起．厦门一中兴趣小组在模拟实验中用4节小动车和4节小拖车组成动车组，总质量为m=2kg，每节动车可以提供
=3W的额定功率，开始时动车组先以恒定加速度
启动做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变再做变加速直线运动，直至动车组达到最大速度
=6m/s并开始匀速行驶，行驶过程中所受阻力恒定，求：
（1）动车组所受阻力大小和匀加速运动的时间；
（2）动车组变加速运动过程中的时间为10s，求变加速运动的位移。
【答案】（1）2N 3s（2）46.5m
【解析】（1）动车组先匀加速、再变加速、最后匀速；动车组匀速运动时，根据P=Fv和平衡条件求解摩擦力，再利用P=Fv求出动车组恰好达到额定功率的速度，即匀加速的末速度，再利用匀变速直线运动的规律即可求出求匀加速运动的时间；（2）对变加速过程运用动能定理，即可求出求变加速运动的位移．
（1）设动车组在运动中所受阻力为f，动车组的牵引力为F，动车组以最大速度匀速运动时：F=
动车组总功率：
，因为有4节小动车，故
联立解得：f=2N
设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为F，匀加速运动的末速度为
由牛顿第二定律有：
动车组总功率：
，运动学公式：
解得匀加速运动的时间：
（2）设动车组变加速运动的位移为x，根据动能定理：
解得：x=46.5m
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