题目内容

某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图象,已知小车在0~2 s内做匀加速直线运动,2~10 s内小车牵引力的功率保持不变,在10 s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变.求:

(1)小车所受的阻力Ff是多大?

(2)在2~10 s内小车牵引力的功率P是多大?

(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少?

 

【答案】

(1) 2 N(2) P=12 W(3) 29 m

【解析】

试题分析:(1)在10 s末撤去牵引力后,小车只在阻力Ff作用下做匀减速运动,设加速度大小为a,则Ff=ma                 (1分)

根据a=

由图象可得a=2 m/s2                   (1分)

∴Ff=2 N  (1分)

(2)小车的匀速运动阶段即7 s~10 s内,设牵引力为F,则F=Ff               (1分)

且P=Fvm                  (1分)

由图象可知vm=6 m/s           

∴P=12 W                    (1分)

(3)小车的加速运动过程可以分为0~2 s和2 s~7 s两段,设对应的位移分别为x1和x2,在0~2 s内的加速度大小为a1,则由图象可得a1=2 m/s2                (1分)

x1a1t               

x1=4 m                 (1分)

在2 s~7 s内由动能定理可得

P(t2-t1)-Ffx2mvmv                (2分)

解得x2=25 m                           (1分)

x=x1+x2 x=29 m                     (1分)

考点:考查机车启动的问题

点评:难度中等,对于变加速直线运动的牵引力做功,如果输出功率恒定不变可利用W=Pt计算

 

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