(16分)小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组,发现车厢内有速率显示屏。当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,部分数据列于表格中。已知动车组的总质量M=2.0×105kg,假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍,取g=10m/s2。在小明同学记录动车组速率这段时间内
t/s | v/m·s-1 |
0 | 30 |
100 | 40 |
300 | 50 |
400 | 50 |
500 | 60 |
550 | 70 |
600 | 80 |
(1)动车组的加速度值;
(2)动车组牵引力的最大值;
(3)动车组位移的大小。
(1)第一阶段加速度为;第二阶段加速度为
(2)
(3)
题目分析:(1)通过记录表格可以看出,动车组有两个时间段处于加速状态,设加速度分别为a1、a2,
由
代入数据后得:
(2)
当加速度大时,牵引力也大,
代入数据得:
(3)第一次加速运动经历的时间s
m
第二次加速运动时间为s
m
匀速运动时间为s
m
点评:此类题型属于常见的用牛顿运动定律解决实际问题:先通过求出加速度,然后利用相关的匀变速直线运动公式求出物体的位移。