题文

一辆汽车的功率是40 kW，在水平公路上以20 m/s的速度做匀速直线运动，问： （1）半小时内汽车牵引力做多少功？ （2）牵引力多大？ （3）汽车受阻力的大小？

题型：计算题  难度：中档

答案

解：（1）汽车牵引力做功W=Pt=40000W×1800s=7.2×107J； （2）汽车牵引力 F===2000N； （3）汽车所受阻力等于牵引力，为2000N；

据专家权威分析，试题“一辆汽车的功率是40kW，在水平公路上以20m/s的速度做匀速直线运动..”主要考查你对  功的计算，功率的计算公式的应用，二力平衡的定义及条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算功率的计算公式的应用二力平衡的定义及条件

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：功率的计算公式的应用

• 应用：
  根据P=W/t，计算W，即W=Pt；根据P=Fv，计算F、v即F=P/v，v=P/F。

• 功率与力和速度的关系：
      此公式对功率的实际应用有较大的意义。例如汽车发动机的功率一定时，用可知，牵引力与速度成反比。所以汽车爬坡时，司机采用的措施是换挡减速，以获得更大的牵引力。
  
  例：某工人用一个动滑轮将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m，拉力做功的功率为50w，若不计摩擦力和动滑轮重，则绳子自由端移动的速度是______m/s。
  解析：由于不计摩擦力和动滑轮重量，拉力做的功就等于不用动滑轮人直接用手将重50N的物体沿竖直方向匀速提升3m所做的功，即。本题要求绳子自由端移动的速度可用两种思路：
  （1）由求出做功时间t，再由动滑轮特点可得s=2h，然后由求出速度。
  （2）也可由公式，
  用已知条件中的P和分析求得的F直接求出v。
  方法一：绳自由端移动的距离
  
  拉力做的功
  
  绳自由端移动的时间
  
  绳自由端移动的速度
  
  方法二：由得=2m/s
  答案：2

考点名称：二力平衡的定义及条件

• 定义:
  物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡.

• 二力平衡的条件：
  同物：两个力作用在同一物体上
  等值：两个力大小相等
  反向：两个力方向相反
  共线：两个力在同一直线上
  
  说明：
  ①二力平衡时要求四个条件同时具备，缺一不可。
  ②判断二力是否平衡既可用二力平衡条件来判断，也可根据物体是否处于平衡状态来确定受到的力是否平衡
  

• 隐含“二力平衡”的变形题：
      考查二力平衡与平衡状态的试题很多，形式变化多样，有一些条件很直接，而有时具有隐蔽性，但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系，准确把握这一关系，适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
  例:如图所示，各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计)，则下列说法中正确的是(   )
  
  A．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为4N
  B．弹簧测力计的示数为0N，弹簧测力计受的合力为0N
  C．弹簧测力计的示数为8N，弹簧测力计受的合力为0N
  D．弹簧测力计的示数为4N，弹簧测力计受的合力为0N
  解析:本题考查弹簧测力计的原理，弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端)，叫做固定端；另一端与挂钩相连，叫做自由端。测量时，使固定端不动，拉力拉挂钩使弹簧伸长，拉力越大，弹簧伸长就越长，弹簧测力计的示数就越大，也就是说，弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小，是一端的力的大小，而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象，在一对平衡力作用下，合力是零。
  答案：D
  
  二力平衡的判断方法：
      判断一对力是否是平衡力，有两种方法。一种是根据二力平衡条件判断，只要两个力“同体、等大、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。另一种是根据物体的运动状态是否改变判断，如果物体在某一方向上受到一对力而运动状态保持不变，那么这一对力就是平衡力，反之，就不是平衡力。