Question

【題目】汽車尾氣是大氣的重要污染源，而動車組可實現零排放。假設德陽與成都相距60km，一動車組從德陽站由靜止啟動后做直線運動，先加速運動2min，然后以恒定速度勻速運動21min，最后做減速運動2min到達成都站停住。

（1）動車組從德陽站到成都站的平均速度是多少m/s?

（2）若動車組的平均牽引力為2.8×105N，則從德陽到成都動車組的牽引力的平均功率是多少W?

（3）如果燃油公共汽車與動車組從德陽站到成都站牽引力所做的功相同，則公共汽車排放氣體污染物的質量是多少kg。（燃油公共汽車每做1J功排放氣體污染物3×10-6g）

Answer 1

【答案】（1）40m/s（2）1.12×107W（3）50.4kg

【解析】

（1）根據題意知道，德陽與成都間的距離是：s=60km=60×1000m=6×104m，從德陽到成都的時間是：t=(2+21+2)×60s=1500s，故動車的平均速度是： =40m/s；

（2）若動車組的平均牽引力為2.8×105N，則動車的平均功率是：P=Fv=2.8×105 N×40m/s=1.12×107 W；

（3）動車組從德陽站到成都站牽引力所做的功是：W=Fs=2.8×105 N×60×1000m=1.68×1010 J；由于燃油公共汽車每做1J功排放氣體污染物3×10-6g，若燃油公共汽車與動車組從德陽站到成都站牽引力所做的功相同，則公共汽車排放氣體污染物的質量是：m=1.68×1010 ×3×10-6 g=5.04×104 g=50.4kg。