Question

无轨电车在平直公路上以15m/s的速度匀速行驶，关闭电动机后，电车做匀减速直线运动，其加速度的大小为5m/s²．已知电车的质量是4.0×10³kg．求：
（1）关闭电动机后电车所受的阻力大小；
（2）关闭电动机后电车运动的最大距离；
（3）匀速行驶时无轨电车电机的功率．

Answer 1

分析：（1）关闭电动机后，电车做匀减速直线运动，先根据牛顿第二定律求出合力，在受力分析求出阻力；
（2）根据速度位移关系公式v²-v₀²=2ax，求出位移；
（3）根据功率和速度关系P=Fv求功率．

解答：解：（1）汽车减速运动，受重力、支持力和阻力，其中重力和支持力平衡，合力等于阻力，根据牛顿第二定律，有   
f=ma=4.0×10³kg×5m/s²=2×10⁴N；
即关闭电动机后电车所受的阻力大小2×10⁴N．
（2）电车做匀减速直线运动，由速度位移关系公式v²-v₀²=2ax得
x=

v2-  v 2 0

2a

=

0-152

2×(-5)

m=22.5m
即关闭电动机后电车运动的最大距离为22.5m．
（3）汽车匀速运动时，牵引力等于摩擦力
F=f
由功率和速度关系P=Fv，得
P=Fv=2×10⁴N×15m/s=3×10⁵W
即匀速行驶时无轨电车电机的功率为3×10⁵W．

点评：本题关键根据牛顿第二定律求合力，根据运动学公式求位移，再根据功率和速度关系P=Fv求功率．