一列火车由9节车厢和一辆机车头组成,机车头重100吨,每节车厢连同货物共重100吨.机车头及每节车厢运动中所受的阻力是各

问题描述:

一列火车由9节车厢和一辆机车头组成,机车头重100吨,每节车厢连同货物共重100吨.机车头及每节车厢运动中所受的阻力是各自重量的0.005倍.设火车从静止出发后沿平直的轨道前进,机车头发出的功率P随速度的变化关系如图所示.已知机车的额定功率为5000kw.
求:(1)火车速度从0增至20m/s过程中做什么运动?这段时间内机车头做了多少功?
   (2)机车的功率达到额定值时,尾部一节车厢脱钩,则前部分的列车动能最多一共还能增加多少?
1个回答 分类:物理 2014-10-23

问题解答:

我来补答
(1)从图上看V从0增至20m/s过程中,P也与V成正比增大(因为P_V图是倾斜直线),
且由瞬时功率计算公式 P=F·V 知:V从0增至20m/s过程为恒定牵引力启动,摩擦力不变,
机车所受合外力 F合=F-f 也恒定,加速度 a=F合/m 也恒定,为匀加速运动.
m=10^5kg×10=10^6kg
f=0.005·mg=5×10^3N
F=P/V=5×10^6/20=2.5×10^5N
a=(F-f)/m=0.245m/s^2
x=v^2/2a=800s
W=FX=2*10^8J
(2)用动量定理计算脱节后的速度
m1=9*10^5kg ,m2=10^5kg
mv = m1v1 + m2v2 (v2
 
 
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