Question

改革開放三十年來，我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了巨大成就，轎車已經(jīng)進(jìn)入尋常百姓家庭．桑塔納2000轎車的質(zhì)量是1、6t，當(dāng)它以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛20min，轎車受到的阻力是車重的0.1倍．求轎車在這段時間內(nèi)（g取10N/kg）：
（1）轎車重力做的功；
（2）發(fā)動機(jī)的牽引力；
（3）發(fā)動機(jī)的功率．

Answer 1

分析：（1）理解做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在這個力的方向上移動的距離；重力的方向豎直向下，汽車運(yùn)動方向是沿水平方向；
（2）因為轎車沿水平方向做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡的條件可知：牽引力等于阻力，求出阻力也就是求出了牽引力；
（3）根據(jù)功率的定義式或另一種表達(dá)式P=Fv計算發(fā)動機(jī)的功率．

解答：解：
（1）因為轎車運(yùn)動方向與重力方向垂直，所以重力不做功；即：W=0J；
（2）由題可求出F_阻=0.1G=0.1×1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10³N；
     因為轎車做勻速直線運(yùn)動，由二力平衡條件知：F_牽=F_阻=1.6×10³N；
（3）v=108km/h=30m/s；
     轎車在20min內(nèi)行駛的路程是s=vt=30m/s×1200s=3.6×10⁴m；
     轎車所做的總功是W_總=F_牽s=1.6×10³N×3.6×10⁴m=5.76×10⁷J；
     轎車的功率P=

W總

t

=

5.76×107J

1200s

=4.8×104W；
或者：P=F_牽v=1.6×10³N×30m/s=4.8×10⁴W．
答：（1）轎車重力做的功0J；
（2）發(fā)動機(jī)的牽引力1.6×10³N；
（3）發(fā)動機(jī)的功率4.8×10⁴W．

點評：解答本題需要理解做功的兩個必要因素、二力平衡條件，求牽引力做功的功率時方法有兩種，可以采用第二種方法，簡潔清楚．