Question

改革开放三十年来，我国国民经济建设取得了巨大成就，轿车已经进入寻常百姓家庭．桑塔纳2000轿车的质量是1、6t，当它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍．求轿车在这段时间内（g取10N/kg）：
（1）轿车重力做的功；
（2）发动机的牵引力；
（3）发动机的功率．

Answer 1

分析：（1）理解做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离；重力的方向竖直向下，汽车运动方向是沿水平方向；
（2）因为轿车沿水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知：牵引力等于阻力，求出阻力也就是求出了牵引力；
（3）根据功率的定义式或另一种表达式P=Fv计算发动机的功率．

解答：解：
（1）因为轿车运动方向与重力方向垂直，所以重力不做功；即：W=0J；
（2）由题可求出F_阻=0.1G=0.1×1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10³N；
     因为轿车做匀速直线运动，由二力平衡条件知：F_牵=F_阻=1.6×10³N；
（3）v=108km/h=30m/s；
     轿车在20min内行驶的路程是s=vt=30m/s×1200s=3.6×10⁴m；
     轿车所做的总功是W_总=F_牵s=1.6×10³N×3.6×10⁴m=5.76×10⁷J；
     轿车的功率P=

W总

t

=

5.76×107J

1200s

=4.8×104W；
或者：P=F_牵v=1.6×10³N×30m/s=4.8×10⁴W．
答：（1）轿车重力做的功0J；
（2）发动机的牵引力1.6×10³N；
（3）发动机的功率4.8×10⁴W．

点评：解答本题需要理解做功的两个必要因素、二力平衡条件，求牵引力做功的功率时方法有两种，可以采用第二种方法，简洁清楚．