Question

额定功率为8W的玩具汽车，质量为2kg，汽车在水平桌面上由静止开始以a=0.5m/s²做匀加速直线运动，在运动过程中汽车的最大速率可达2m/s，求：
（1）汽车牵引力为多大？匀加速运动过程可维持多长时间？
（2）汽车在匀加速运动过程中，牵引力、摩擦力对其各做多少功？

Answer 1

解：（1）玩具汽车先匀加速，后变加速，最终匀速运动。设牵引力为F₁，摩擦力为F₂，则P=F₂v_m
解得：F₂=4N
根据牛顿第二定律有：F₁－F₂=ma
得：F₁=F₂＋ma=5N
设匀加速运动能达到的最大速度为v_m′，则：P=F₁v_m′
解得：v_m′=1.6m/s
又v_m′=at
所以，匀加速运动过程可维持的时间t==3.2s
（2）匀加速运动的位移为：s=at²=2.56m
故汽车在匀加速运动过程中牵引力做的功为：W₁=F₁s=12.8J
摩擦力做的功为：W₂=－F₂s=－10.24J