有一汽车的质量是3t,在平直公路上以36千米/小时的速度做匀速直线运动,已知牵引力为2000N,求:
(1)求车所受的重力;(2)求汽车所受的摩擦力;(3)求车的功率是多少.
解:(1)汽车的质量m=3t=3000kg,g=9.8N/kg,
汽车受到的重力:G=mg=3000kg×9.8N/kg=2.94×10
4N.
(2)汽车在水平方向上受到牵引力和摩擦力的作用而处于平衡状态,所以摩擦力和牵引力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知两者大小相等,等于汽车受到的摩擦力为2000N.
(3)汽车的牵引力F=2000N,速度V=36千米/小时=10m/s,
则汽车的功率:P=
=
=F
=FV=2000N×10m/s=20000W.
答:(1)车所受的重力是2.94×10
4N;
(2)汽车所受的摩擦力为2000N;
(3)车的功率是20000W.
分析:(1)根据物体的质量,利用重力与质量的关系可以求得物体受到的重力.
(2)静止状态和匀速直线匀速状态属于平衡状态,处于平衡状态的物体受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件:等大、反向、共线、共物,知道其中的一个力可以确定另一个力.
(3)利用共的计算公式W=FS,速度的计算公式V=
,功率的计算公式P=
可以推导出功率P与F、S的关系式,从而求得汽车的功率.
点评:(1)此题考查了重力的计算、二力平衡的条件的应用、功率的计算等知识点,题目的综合性较强.
(2)当告诉物体受到的力和运动速度时,要求物体的功率,可以利用功率的推导式来计算;由于功率的大小与时间长短无关,此题也可以设定一个时间,如10s,在此基础上进行计算.