Question

馬拉著質(zhì)量為60kg的雪橇，從靜止開始用80s的時(shí)間沿平直冰面跑完1.0km．設(shè)雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力保持不變，并且他在開始運(yùn)動(dòng)的8.0s時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從第8.0s末開始，馬拉雪橇做功的功率值保持不變，繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)，最后一段時(shí)間雪橇做的是勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為15m/s．求在這80s的運(yùn)動(dòng)過程中馬拉雪橇做功的平均功率，以及雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力的大小．

Answer 1

分析：（1）平均功率等于牽引力做的總功除以總時(shí)間；
（2）根據(jù)動(dòng)能定理即可求解．

解答：解：設(shè)雪橇以v=15m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力的功率為P．在最初的t₁=8s時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，拉力大小恒定，速度從0均勻增加，拉力的功率也從0均勻增大至P，所以在這t₁=8s時(shí)間內(nèi)拉力的平均功率為

1

2

P，此后的功率都是P．
設(shè)t₁=8s時(shí)間內(nèi)拉力的平均功率為

.

P

，則

.

P

t=

P

2

t1+P(t-t1)
解得：P=

20

19

.

P

設(shè)雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力大小為f，根據(jù)動(dòng)能定理有：

.

P

t-fs=

1

2

mv2
因?yàn)檠┣羷蛩龠\(yùn)動(dòng)過程中，拉力F等于阻力f，即F=f
所以P=Fv=fv   
解得：

.

P

=687W，f=48.2N．
答：在這80s的運(yùn)動(dòng)過程中馬拉雪橇做功的平均功率為687W，雪橇在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力的大小為48.2N．

點(diǎn)評(píng)：了解研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程是解決問題的前提，根據(jù)題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律解決問題．很多物理規(guī)律的應(yīng)用有它的適用條件，要注意條件能不能達(dá)到．做題目可以去嘗試運(yùn)用某一物理規(guī)律，如果不能解決再換用其他的，做完可以去總結(jié)．