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）解：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.

答：汽車受到水平方向的阻力是2400N.

（2）解：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.

答：汽車牽引力的功率是7200W.

（3）解：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：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.

【解析】（１）根據二力平衡時，力的大小相等的特點可知摩擦力的大小；（２）利用路程和時間計算速度，結合功率的計算公式P=Fv可以計算功率的大小；（３）當功率一定時，牽引力和速度成反比，汽車上坡時需要的牽引力較大，所以要減小速度．
【考點精析】本題主要考查了二力平衡條件的應用和功率的計算與測量的相關知識點，需要掌握二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線）；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s才能正確解答此題．