高中物理功率问题

Question

质量为150kg的摩托车,若所受阻力是车重的0.02倍。由静止开始在水平地面上以1M/S2的加速度匀加速行驶，则行驶12.5M时小车的功率是多少

Answer 1

初速度 Vo = 0 ，位移 X = 12.5m ， a = 1m/s² ，m = 150kg ，
设：行驶到12.5m时的速度为 V ， 牵引力为 F
阻力 f = 0.02mg = 0.02x150x10 = 30N
加速度 a = F合/m = (F - f) / m
即： 1 = (F - 30 ) / 150
F = 180N

由 V² - Vo² = 2aX
得： V² - 0 = 2x1x12.5
V² = 25
V = 5m/s
功率：P = FV = 180x5 = 900 W

Answer 2

功率P= p(t), 速度V=v(t)=1*t, 位移S=S(t)=∫ v(t) dt。
功W=W(t)=∫ p(t) dt = 0.02*150*10* S(t) + 1/2 * 150 * v(t) * v(t) -0 = 30*∫ t dt + 75 t^2
W为时间函数，两边对时间求导，则：
p(t)=30*t + 150*t
位移∫ v(t) dt = ∫ t dt = 1/2 * t^2 ， 而位移为12.5，代入可得T=5s.
于是p(T)=900w.

Answer 3

解：根据题意可得:首先设g=10m/s^2
由于f=umg=0.02*150*10=30N 根据牛顿第二定律得F-f =ma ;F=f+ma=180N
根据P=Fv得，先求V
由s=1/2at^2 12.5m=1/2*1*t^2 t=5s
行驶12.5m时的速度为 v=at=5m/s
所以P=Fv=180N*5m/s=900w

Answer 4

F=umg=0.02*150kg*9.8N/kg=29.4N
att=12.5m a=1m/s2 t=3.536s
p=Fs/t=29.4*12.5/3.536=103.93W

Answer 5

f=0.2mg=300N
F牵引=f+ma=450N
v=at=750m/s
P=ft=337500w