Question

【題目】水平面上靜止放置一質(zhì)量為m=0.2kg的物塊，固定在同一水平面上的小型電動機通過水平細線牽引物塊，使物塊由靜止開始做勻加速直線運動，2秒末到達額定功率，其v﹣t圖線如圖所示，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，g=10m/s2 ， 電動機與物塊間的距離足夠遠，求：

（1）物塊做勻加速直線運動時受到的牽引力大小；
（2）電動機的額定功率；
（3）物塊在電動機牽引下，最終能達到的最大速度．

Answer 1

【答案】
（1）解：根據(jù)圖象知勻加速的加速度為a= m/s2=0.4m/s2

f=μmg=0.1×0.2×10=0.2N

根據(jù)F=f+ma=0.2+0.2×0.4=0.28N

答：物塊做勻加速直線運動時受到的牽引力大小為0.28N；

（2）解：2s末電動機達到額定功率P=Fv2=0.28×0.8=0.224W

答：電動機的額定功率為0.224W；

（3）解：當F=f時，速度達最大，vm= = m/s=1.12m/s

答：物塊在電動機牽引下，最終能達到的最大速度為1.12m/s

【解析】（1）根據(jù)圖象知加速度，根據(jù)牛頓運動定律知牽引力；（2）根據(jù)P=FV求額定功率；（3）當F=f時，速度達最大，vm= ．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解V-t圖象的相關(guān)知識，掌握v-t圖像：①在速度圖像中，可以讀出物體在任何時刻的速度；②在速度圖像中，物體在一段時間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時間軸所圍面積的值；③在速度圖像中，物體在任意時刻的加速度就是速度圖像上所對應的點的切線的斜率；④圖線與橫軸交叉，表示物體運動的速度反向；⑤圖線是直線表示物體做勻變速直線運動或勻速直線運動;圖線是曲線表示物體做變加速運動，以及對機車啟動的理解，了解①以恒定功率P啟動:機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動，后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運動；②以恒定牽引力F啟動:機車先作勻加速運動，當功率增大到額定功率時速度為v1=P/F，而后開始作加速度減小的加速運動，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動．