质量为500t的火车,以恒定功率沿平直轨道行驶,在3min内行驶1.45km,速度由18km/h增加到最大速度54km/

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  • 解题思路:火车以恒定功率行驶,速度减小,牵引力减小,加速度减小,当速度最大时,做匀速直线运动,牵引力与阻力平衡,根据动能定理和功率公式研究牵引力的功率.

    由动能定理得W+W=[1/2]mvm2-[1/2]mv2

    其中W=-Ffx,W是一个变力的功,但因该力的功率恒定,故可用W=Pt计算.

    这样①式变为Pt-Ffx=[1/2]mvvm2-[1/2]mv2

    又因达最大速度时F=Ff,故vm=[P/Ff] ③

    联立解得P=600kW.

    答:火车的功率为600kW.

    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: 本题中由于整个过程中火车所受的牵引力不是恒力,因此加速度不是恒量,运动学中匀变速直线运动公式不能用,只能从能量的角度研究.