某学校研究性学习小组对一辆自制小遥控车性能进行研究.他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理,得到如图所示的v-t图象,已

发布时间:2020-08-09 16:34:58

某学校研究性学习小组对一辆自制小遥控车性能进行研究.他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理,得到如图所示的v-t图象,已知小车在0~2s内做匀加速直线运动,2~10s内小车牵引力的功率保持不变,在10s末停止遥控,关闭电动机,让小车自由滑动,小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变.则2~10s内小车牵引力的功率是________,小车在13s内摩擦阻力所做的功为________.

网友回答

16W    -142 J
解析分析:(1)要求在2~10s内小车的牵引力的功率,需要知道物体所受的摩擦阻力f,根据P=fvmax即可求得牵引力的功率.
(2)要求小车在13s内摩擦阻力所做的功,应该分段求解,其中在0~2s内可用w=fs计算,10~13s内的功也要用w=fs计算,但2~10s内的功只能用动能定理进行计算,原因在2~7s内物体做变加速运动,所以无法求出在该段时间内物体的位移.

解答:在7~10s内小车匀速运动故F=f,所以P=Fv=fvmax=8f
而在0~2s内小车的加速度a===2m/s2
根据牛顿第二定律F合=ma
即F-f=ma
所以F=f+ma=f+1×2=f+2
故在t=2s时有P=(f+2)×4
由于在2~10s内牵引力的功率保持不变
所以f×8=(f+2)×4
解得f=2N
所以t=10s时牵引力的功率P=2×8=16W
摩擦力在0~2s内所做的功W1=-fx1=-2×=-8J
根据动能定理2~10s对小车有P△t+W2=
解得W2=-P△t+()=-16×8+×1×(64-16)=-128+24=-104J
在10~13s时间内小车做匀减速运动,其加速度a′==-2m/s2,
所以在t=13s时物体的速度v3=vmax+a′×(13-10)=8-2×3=2m/s
故在10~13s内阻力对小车所做的功W3=-2×=-30J
故0~13s内摩擦阻力对小车所做的功W=W1+W2+W3=-8-104-30=-142J
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