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有一辆汽车匀速行驶在高度为20m,倾斜角度为30°的斜坡,此时汽车引擎牵引力为500N,用时5s.若斜面的机械效率是40%.试求:(1)牵引力所做的功是多少?(2)汽车所受的摩擦力是多少
题目详情
有一辆汽车匀速行驶在高度为20m,倾斜角度为30°的斜坡,此时汽车引擎牵引力为500N,用时5s.若斜面的机械效率是40%.试求:
(1)牵引力所做的功是多少?
(2)汽车所受的摩擦力是多少?
(3)在汽车爬坡过程中,司机将油门加到最大仍会出现动力不足的情况,请为司机提供一个解决方法并说明;
(4)一段时间后,汽车到达斜坡顶.当司机离开时忘了开启手刹,汽车慢慢加速向斜坡底倒车.此时汽车所受到的摩擦力___(选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车上坡时所受摩擦力.
(1)牵引力所做的功是多少?
(2)汽车所受的摩擦力是多少?
(3)在汽车爬坡过程中,司机将油门加到最大仍会出现动力不足的情况,请为司机提供一个解决方法并说明;
(4)一段时间后,汽车到达斜坡顶.当司机离开时忘了开启手刹,汽车慢慢加速向斜坡底倒车.此时汽车所受到的摩擦力___(选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车上坡时所受摩擦力.
▼优质解答
答案和解析
(1)由题知,斜面高h=20m,倾斜角度为30°,
根据数学知识有:
=sin30°=
,
所以斜面的长度:s=2h=2×20m=40m;
牵引力所做的功:W总=Fs=500N×40m=20000J;
(2)由η=
得有用功:
W有用=W总×η=W总×40%=20000J×40%=8000J,
额外功:W额=W总-W有用=20000J-8000J=12000J,
根据W=Fs可得摩擦力:
f=
=
=300N;
(3)汽车爬坡过程中,司机可降低车速,汽车的输出功率一定,由P=Fv可知,F与v成反比,汽车可以获得更大的牵引力;
(4)汽车向斜坡底倒车和爬坡相比,汽车对斜坡的压力、接触面的粗糙程度都不变,汽车受到的摩擦力不变,所以此时汽车所受到的摩擦力等于汽车上坡时所受摩擦力.
答:(1)牵引力所做的功是20000J;
(2)汽车所受的摩擦力是300N;
(3)汽车的输出功率一定,由P=Fv可知,降低车速,汽车可以获得更大的牵引力;
(4)等于.
根据数学知识有:
h |
s |
1 |
2 |
所以斜面的长度:s=2h=2×20m=40m;
牵引力所做的功:W总=Fs=500N×40m=20000J;
(2)由η=
W有用 |
W总 |
W有用=W总×η=W总×40%=20000J×40%=8000J,
额外功:W额=W总-W有用=20000J-8000J=12000J,
根据W=Fs可得摩擦力:
f=
W额 |
s |
12000J |
40m |
(3)汽车爬坡过程中,司机可降低车速,汽车的输出功率一定,由P=Fv可知,F与v成反比,汽车可以获得更大的牵引力;
(4)汽车向斜坡底倒车和爬坡相比,汽车对斜坡的压力、接触面的粗糙程度都不变,汽车受到的摩擦力不变,所以此时汽车所受到的摩擦力等于汽车上坡时所受摩擦力.
答:(1)牵引力所做的功是20000J;
(2)汽车所受的摩擦力是300N;
(3)汽车的输出功率一定,由P=Fv可知,降低车速,汽车可以获得更大的牵引力;
(4)等于.
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