Question

16．司機(jī)老王駕駛一輛載物資的貨車．貨物和車的總質(zhì)量為20噸，將物資沿ABCD路線運(yùn)至D．已知AB段海拔高度為500米，CD海拔高度1300米，如圖所示，已知在AB段運(yùn)輸過程中，在6000N的牽引力作用下，汽車以15米/秒恒定速度前進(jìn)．有經(jīng)驗(yàn)的老王將車開到B點(diǎn)上坡時(shí)．換擋減速，穩(wěn)穩(wěn)的將車開到了CD段，（注：汽車發(fā)動機(jī)的功率是恒定的，g取10N/kg）
（1）貨車從AB段到CD段增加的重力勢能為多少？
（2）貨車發(fā)動機(jī)的功率為多大？
（3）貨車上坡時(shí)，老王要換擋減速，請簡要分析原因．

Answer 1

分析 （1）克服重力做功可通過W=Gh計(jì)算，從而得到增加的重力勢能；
（2）由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算貨車發(fā)動機(jī)的功率；
（3）發(fā)動機(jī)功率一定，由P=Fv分析換擋減速的原因．

解答 解：
（1）貨車上坡過程中克服重力做的功：
W=Gh=mg（h_C-h_B）=20×10³kg×10N/kg×（1300m-500m）=1.6×10⁸J，
貨車克服重力做功使其重力勢能增加，所以增加的重力勢能與克服重力做功相等，為1.6×10⁸J；
（2）由題知，6000N的牽引力作用下，汽車以15米/秒恒定速度水平前進(jìn)，
所以貨車發(fā)動機(jī)的功率：P=Fv=6000N×15m/s=9×10⁴W；
（3）發(fā)動機(jī)功率一定，由P=Fv可知，換擋減速是為了增大汽車上坡的牽引力．
答：（1）貨車從AB段到CD段增加的重力勢能為1.6×10⁸J；
（2）貨車發(fā)動機(jī)的功率為9×10⁴W；
（3）貨車上坡時(shí)老換擋減速是為了增大汽車上坡的牽引力．

點(diǎn)評 本題考查了功、功率公式的靈活運(yùn)用，是一道基礎(chǔ)題．