题目内容
(1)小车所受到的阻力大小及0~2s时间内电动机提供的牵引力大小.?
(2)小车匀速行驶阶段的功率.?
(3)小车在0~10s运动过程中位移的大小.?
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;再分析前2s过程,求出加速度后,进一步由牛顿第二定律求出牵引力;
(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)前2秒位移根据运动学公式求解,2s到10s为变加速过程,其位移可以由动能定理求解.
(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)前2秒位移根据运动学公式求解,2s到10s为变加速过程,其位移可以由动能定理求解.
解答:解:(1)由图象可得,在14s-18s内:
a3=
=
m/s2=-0.75m/s2
小车受到阻力大小:
f=ma3=0.75N
在0-2s内:
a1=
=
m/s2=0.5m/s2
由F-f=ma1得,电动机提供的牵引力大小
F=ma1+f=1.25N
即小车所受到的阻力大小为0.75N,0~2s时间内电动机提供的牵引力大小为1.25N.
(2)在10s-14s内小车做匀速运动:F=f
故小车功率:
P=Fv=0.75×3W=2.25W
即小车匀速行驶阶段的功率为2.25W.
(3)速度图象与时间轴的“面积”的数值等于物体位移大小:
0-2s内,S1=
×2×1m=1m
2s-10s内,根据动能定理有:
Pt-fS2=
mv22-
mv12
解得:s2=18.7m
故小车在加速过程中的位移为:
S=S1+S2=19.7m
即小车在0~10s运动过程中位移的大小为19.7m.
a3=
| △v |
| △t |
| 0-3 |
| 18-14 |
小车受到阻力大小:
f=ma3=0.75N
在0-2s内:
a1=
| △v |
| △t |
| 1 |
| 2 |
由F-f=ma1得,电动机提供的牵引力大小
F=ma1+f=1.25N
即小车所受到的阻力大小为0.75N,0~2s时间内电动机提供的牵引力大小为1.25N.
(2)在10s-14s内小车做匀速运动:F=f
故小车功率:
P=Fv=0.75×3W=2.25W
即小车匀速行驶阶段的功率为2.25W.
(3)速度图象与时间轴的“面积”的数值等于物体位移大小:
0-2s内,S1=
| 1 |
| 2 |
2s-10s内,根据动能定理有:
Pt-fS2=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得:s2=18.7m
故小车在加速过程中的位移为:
S=S1+S2=19.7m
即小车在0~10s运动过程中位移的大小为19.7m.
点评:本题关键分析清楚小车各段的运动规律以及力的变化情况,结合牛顿第二定律和动能定理求解.
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