质量为3×106kg的火车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动过程中受到的阻力大小恒定,经过103S

质量为3×106kg的火车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动过程中受到的阻力大小恒定,经过103S后达到最大行驶速度72km/h,此时司机发现前方4km处的轨道旁有山体塌方,便立即紧急刹车,这时所附加的制动力为9×104N,结果列车正好到达轨道毁坏处停下.试求:
(1)列车的额定功率.
(2)列车从静止到停下所经过的总路程.
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索尼克的动感 幼苗

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解题思路:研究刹车过程,由运动学公式求得刹车的加速度,再有牛顿第二定律求解阻力.
火车的额定功率可以根据P=fvm求得.
从静止开始到达到最大速度的过程中运用动能定理求得加速的路程.

设列车刹车前行驶的路程为s1,刹车后列车的路程为s2,刹车后列车员车加速度是a,列车在达到最大行驶速度时所受的阻力是s1,刹车时附加的制动力是f2,列车的牵引力是F.
由功能关系可得:pt-f1(s1+s2)-f2s2=0 ①
由动能定理可得:pt−f1s1=
1
2m
v2m ②
由功率的定义式可得:p=F
v m ③
F=f1
s=s1+s2
由此上方程可解得:p=1.2×106(w) s=14(km)
答:(1)列车的额定功率是1.2×106(w).
(2)列车从静止到停下所经过的总路程是14(km).

点评:
本题考点: 动能定理的应用;功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 该题为机车启动问题,注意当牵引力等于阻力时速度达到最大值,该题难度适中.

1年前

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