问题 问答题

某兴趣小组同学对质量为1.0㎏的遥空小车的运动情况进行研究.他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为如图所示的v-t图象(除2s~10s时间段图线为曲线外,其余时间段图线均为直线).已知在2s~14s时间段内小车的功率恒定,14s末停止遥空而让小车自由滑行,整个运动过程中小车受到的阻力大小不变.从图象信息知道6s末小车的速度约为5.62m/s.求:

(1)小车运动中所受到阻力;

(2)6s末小车的加速度;

(3)在2s~10s时间段内小车的平均速度.

答案

(1)在14s~18s内,加速度a=

△v
△t
=-
6
4
m/s2=-1.5m/s2

阻力f=ma=-1.5N,负号表示方向与速度方向相反

(2)小车功率P=fv=1.5×6W=9W

6s末,v6=5.62m/s,此时牵引力 F=

P
v6
=
9
5.62
N≈1.6N

对应的加速度 a=

F-f
m
=
1.6-1.5
1.0
m/s2=0.1m/s2

(3)在2s~10s时间段内小车作变加速运动,根据动能定理得

   Pt-fs=

1
2
m
v210
-
1
2
m
v22

代入数据,求得2s~10s时间段内小车的位移 S=39m

则得平均速度 

.
v
=
S
t
=
39
8
m/s≈
4.88m/s

答:

(1)小车运动中所受到阻力是1.5N,方向与速度方向相反;

(2)6s末小车的加速度是0.1m/s2

(3)在2s~10s时间段内小车的平均速度是4.88m/s.

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