Question

一质量为500 t的机车，以恒定功率375 kW由静止出发，经过5 min速度达到最大值54 km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g＝10 m/s²，试求：

(1)机车受到的阻力f的大小．

(2)机车在这5 min内行驶的路程．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)2.5×104 N　(2)2250 m 　　解析：研究对象为机车． 　　首先分析物理过程：机车以恒定功率P0由静止出发→速度v增加→牵引力F减小(P0＝Fv)→合力减小(F合＝F－f)→加速度减小(a＝)→速度继续增加→直至合力减小为0，加速度a＝0，速度达到最大． 　　可见机车在这5 min内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动．当机车的速度达到最大时，P0＝Fvmax，此时F＝f，机车的受力情况如图所示． 　　(1)已知P0＝375 kW＝3.75×105 Wvmax＝54 km/h＝15 m/s 　　根据P0＝Fvmax时F＝f，得：P0＝fvmax　2分 　　机车受到的阻力f＝＝N＝2.5×104 N．　2分 　　(2)机车在这5 min内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功． 　　根据P0＝，牵引力做的功为：WF＝P0·t　2分 　　根据动能定理有：P0t－fs＝－0　2分 　　解得：　2分