题目内容
(20分)
如图所示,质量为
的汽车以恒定功率
从
点出发,先沿着长度为
,倾角为
的斜面运动到
(其受到的阻力为车重
倍),随后沿着长度为
的水平面运动到
(其受到的阻力为车重
倍)。若
和
足够长,汽车在
、
段最后均可达到匀速行驶。求:
(1) 汽车在
段和
段达到匀速行驶时,其速度
和
分别为多大?耗时分别为多少?
(2) 为了省油,汽车发动机在
段至少还需工作多久才能到达
点。
(3) 若汽车可先沿着长度为
的水平面运动(其受到的阻力为车重
倍),随后沿着长度为
,倾角为
的斜面运动到
点(其受到的阻力为车重
倍)。为简单计,设
,请问与原路径相比,哪个更省时,为什么?
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(20分)
(1)、在
区间,汽车可达到匀速
,由力学知识可得
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耗时
,由![]()
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在
段:达到匀速时,同理
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则耗时
,由![]()
可以求出
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(2) 因为汽车在
区间速度已经达到匀速,若以
为初速滑行汽车不能达到
点。假设汽车发动机在
段至少还需工作
时间,才能使得汽车恰好能到达
点。根据动能定理:
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求出
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若汽车以
为初速汽车滑行能达到
点,则,汽车发动机在
段工作时间为
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(3)两个路径中汽车克服阻力做功相同。根
据动能定理,
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可知汽车到达
点,末速度越大,汽车发动机工作时间越长。汽车沿原路径到达
点,最后车速为
,而汽车沿新路径到
点,末速度为
。因为
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所以汽车沿原路径耗时更多。Ks*5u ![]()
评分标准:
~
式各2分,
式 4分,
~
式各2分