Question

一辆质量为1500kg的汽车，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，汽车受...

一辆质量为1500kg的汽车，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的1/10．则（1）汽车牵引力在5min内做的功和此时汽车的功率是多少？ （2）汽车重力做的功是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

解：（1）汽车重力：G=mg=1500kg×10N/kg=15000N，
因为汽车匀速行驶，所以受的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等．
汽车所受牵引力：F=f=110G=110×15000N=1500N，
∵v=st，v=72km/h=20m/s，
∴汽车5min内行驶的距离：
s=vt=20m/s×300s=6000m，
∴汽车牵引力做功W=Fs=1500N×6000m=9×106J；
汽车的功率：
P=Wt=9×106J300s=3×104W；
（2）汽车受的重力的方向是竖直向下的，而汽车是在水平方向上移动的距离，没有在重力方向上移动距离，所以重力做功为0J．
答：（1）汽车牵引力在5min内做的功为9×106J；此时汽车的功率是3×104W；
（2）汽车重力做的功是0J．

Answer 2

（1）汽车牵引力在5分钟内做的功为1800000焦耳，汽车的功率为600瓦特。
（2）汽车重力做的功为0焦耳。由于汽车在平直的公路上匀速行驶，重力的做功不影响其运动状态。
首先，计算牵引力。在匀速行驶时，牵引力需要克服阻力。根据题意，汽车质量为1500kg，车重为1500kg × 10N/kg = 15000N。因此，阻力为车重的1/10，即15000N / 10 = 1500N。牵引力等于阻力，所以牵引力为1500N。
然后，计算功。在5分钟内，时间转换为秒为5 × 60 = 300秒。汽车以72km/h的速度行驶，其对应的速度为72 × 1000m/3600s = 20m/s。功的计算公式为：功 = 力 × 路程。在300秒内，汽车行驶的路程为20m/s × 300s = 6000m。因此，功为1500N × 6000m = 9000000焦耳。
接着，计算功率。功率的计算公式为：功率 = 功 / 时间。我们已知功为9000000焦耳，时间为300秒，因此功率为9000000J / 300s = 30000瓦特。
最后，关于重力做功，由于汽车保持匀速行驶，且是在平直的公路上，重力并未对其移动产生净做功，因此重力做的功为0。
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