Question

高一物理求解！

1.一汽车额定功率为p（额）=100kw，质量为m=1.0×10^4 kg，设阻力恒为车重的0.1倍，取g=10m/s^2
（1）若汽车一额定功率启动，求所达到的最大速度Vm
（2）若汽车以a=0.5m/s^2 的加速度启动，求其匀加速运动的最长时间。
2.世界著名撑杆跳运动员，乌克兰名将布勃卡身高1.83m，体重82kg，他曾35次打破撑杆跳高世界纪录，目前仍保持着6.14m的世界记录，
（1）他最后跳过6.14m时，至少克服重力做了多少功？
（2）他的重力势能改变了多少？

Answer 1

1.(1).以额定功率启动的过程中，一开始牵引力F无限大，加速度就很大，V很小，不过随着V的增大，为了保持P=FV的P不变，牵引力F逐渐减小，所以汽车做加速度减小的加速运动。当汽车牵引力F=阻力f 时，汽车加速度等于零，之后的汽车开始做匀速直线运动，此时有最大速度Vm。
根据P=FV，所以Vm=P/F=P/f=P/(0.1mg)=10m/s
(2).分析运动过程，汽车一开始具有恒定加速度a而做匀加速直线运动，因为f 不变，所以一开始F不变，V增加，直到V增加到FV=额定功率P，此过程结束时，V达到【匀加速直线运动】的最大速度；V继续增加，但F减小，所以加速度a减小，所以汽车这是开始做加速度减小的加速运动，直到f 和F相等，此过程结束时，V达到【整个过程】的最大速度V；再后来因为汽车合力为0，a=0，所以汽车开始做匀速直线运动。
对第一过程汽车受力分析，汽车受到向前的牵引力F(跟上一问的F不是一个值)和向后的f，
所以F合=F-f=ma，摩擦力、质量恒定不变，a已知
所以F=ma+f=ma+0.1mg=1.5×10^4N
求匀加速运动的最长时间，即求第一过程经过的时间，我们可以用t=V/a
所以V=P/F=20/3 m/s
所以t=V/a=40/3 s≈13.3s
2.不知道重心要按哪里算，就当是重心在身高的一半 即 在距地面0.92m的位置吧
(1)W=mgh=82乘以10乘以(6.14-0.92)≈4632J
(2)△Ep= -W= -4632J
所以重力势能增加了4632J

Answer 2

1：（1）：由P=FV得：（F为阻力）V=P/F=100000W/10000x10x0.1=10m/s
即最大速度Vm为10m/s

（2）：由Vt=at得：t=Vt/a=10/0.5=20s(加速度过程直到速度达到最大值）

2：（1）：人的重力偏上，假设在距地面1m处，则有：
h=6.14-1=5.14m,则W=mgh=82x10x-5.14=-4214.8J(重力做负功）
(2):人体向上移动了5.14m，则重力势能增加了4214.8J

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