Question

【題目】上海自主研發了一種氫燃料汽車，它使用氫氣代替汽油，在一次測試中，汽車在水平路面受到2400N的水平牽引力，5min內勻速直線行駛了900m．

（1）汽車受到水平方向的阻力是多少？

（2）汽車牽引力的功率是多少？

（3）如果汽車的功率一定，當汽車上坡時需要較大的牽引力，請推導出牽引力F和速度v之間關系的表達式，并說明汽車上坡時司機應該加速還是減速？

Answer 1

【答案】（1）2400N （2）7200W （3） 在功率一定時，力F與速度v成反比，司機采取換低速檔的方法來減小運動速度，獲得更大的動力

【解析】解：（1）因為汽車在水平路面上做勻速直線運動，所受阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，所以汽車受到水平方向的阻力f=F =2400N。

（2）汽車5min內勻速直線行駛了900m，則汽車的速度，

由P=Fv可得，汽車牽引力的功率P=Fv=2400N×3m/s=7200W。

（3）由P=Fv可知，在功率一定時，力F與速度v成反比，當汽車上坡時需要較大的牽引力，司機采取換低速檔的方法來減小運動速度，獲得更大的動力。

答：（1）汽車受到水平方向的阻力是2400N。（2）汽車牽引力的功率是7200W。（3）如果汽車的功率一定，當汽車上坡時需要較大的牽引力，司機采取換低速檔的方法來減小運動速度，獲得更大的動力。