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(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)線牽引物塊，使物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2秒末到達(dá)額定功率，其v﹣t圖線如圖所示，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，g=10m/s2 ， 電動(dòng)機(jī)與物塊間的距離足夠遠(yuǎn)，求：

（1）物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力大��；
（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率；
（3）物塊在電動(dòng)機(jī)牽引下，最終能達(dá)到的最大速度．

Answer 1

【答案】
（1）解：根據(jù)圖象知?jiǎng)蚣铀俚募铀俣葹閍= 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(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力大小為0.28N；

（2）解：2s末電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率P=Fv2=0.28×0.8=0.224W

答：電動(dòng)機(jī)的額定功率為0.224W；

（3）解：當(dāng)F=f時(shí)，速度達(dá)最大，vm= = m/s=1.12m/s

答：物塊在電動(dòng)機(jī)牽引下，最終能達(dá)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(yùn)動(dòng)定律知牽引力；（2）根據(jù)P=FV求額定功率；（3）當(dāng)F=f時(shí)，速度達(dá)最大，vm= ．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解V-t圖象的相關(guān)知識(shí)，掌握v-t圖像：①在速度圖像中，可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度；②在速度圖像中，物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時(shí)間軸所圍面積的值；③在速度圖像中，物體在任意時(shí)刻的加速度就是速度圖像上所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的切線的斜率；④圖線與橫軸交叉，表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向；⑤圖線是直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線表示物體做變加速運(yùn)動(dòng)，以及對(duì)機(jī)車(chē)啟動(dòng)的理解，了解①以恒定功率P啟動(dòng):機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運(yùn)動(dòng)；②以恒定牽引力F啟動(dòng):機(jī)車(chē)先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F，而后開(kāi)始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)．