动车组列车（如图所示）是由几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（拖车）编成一组，它将动力装置分散安装在多节车厢上．在某次试运行中共有4节动车和4节拖车组成动车组，每节动车可以提供P0=750kW的额定功率，每节车厢平均质量为m=20t．该次试运行开始时动车组先以恒定加速度a=0.5m/s2启动做直线运动，达到额定功率后再做变加速直线运动，总共经过550s的时间加速后，动车组便开始以最大速度vm=270km/h匀速行驶．设每节动车在行驶中的功率相同，行驶过程中每节车厢所受阻力相同且恒定．求：
（1）动车组在匀加速阶段的牵引力大小；
（2）动车组在整个加速过程中每节动车的平均功率；
（3）动车组在整个加速过程中所通过的路程（计算结果保留两位有效数字）． 物理
网友回答
【答案】 （1）设动车组在运动中所受阻力为Ff，动车组的牵引力为F，动车组以最大速度匀速运动时：
F=Ff
动车组总功率：
P=Fvm=Ff vm
P=4P0
解得：
Ff =4×104N
设动车组在匀加速阶段所提供的牵引力为F，由牛顿第二定律有：
F-Ff=8ma
解得：
F=1.2×105N
（2）设动车组在匀加速阶段所能达到的最大速度为v，匀加速运动的时间为t1；
由：P=Fv
解得：v=25m/s
由运动学公式：v=at1
解得：t1=50s
动车在非匀加速运动的时间：
t2=t-t1=500s
动车组在加速过程中每节动车的平均功率：
.
【问题解析】
（1）动车组先匀加速、再变加速、最后匀速；动车组匀速运动时，根据P=Fv和平衡条件求解摩擦力；再对加速过程运用牛顿第二定律求解牵引力；（2）先根据P=Fv求解匀加速过程的最大速度，然后根据速度时间关系公式求解匀加速的时间；匀加速过程的瞬时功率P=Fv=Fat，与时间成正比，故平均功率为最大功率的一半；然后根据平均功率的定义公式求解整个加速过程中每节动车的平均功率；（3）对整个加速过程运用动能定理列式求解即可． 名师点评 本题考点 动能定理的应用；牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率． 考点点评 本题关键是明确动车组的运动规律，然后根据平衡条件、功率与速度关系公式P=Fv、动能定理列式求解，不难．
【本题考点】
动能定理的应用；牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率． 考点点评 本题关键是明确动车组的运动规律，然后根据平衡条件、功率与速度关系公式P=Fv、动能定理列式求解，不难．