Question

如图所示为某辆赛车启动过程的频闪照片．该赛车从赛道的起点处（车头所对的零刻度线位置）由静止开始出发，同时，照相机开始拍照，以后车沿直线向右运动的过程中，照相机每隔0.2s曝光一次．仔细观察频闪照片，如果赛车照此规律从起点运动0.8s到达D处．

（1）填写表格中所缺的数据（不需要估读），并判断赛车启动过程做什么运动？

位置	起点	A	B	C	D
时间/s	0	0.2	0.4	0.6	0.8
路程/m	0	1	4	9
运动形式

（2）若赛车启动过程的牵引力为4000N，0.8s到达D处时，牵引力做了多少功？
（3）若赛车的牵引力用F表示，速度用v表示，发动机的功率用P表示，请你利用功率的定义式，推导出F、P和v之间的关系式．
（4）若赛车的发动机在90kW的额定功率下工作，此时车匀速行驶的速度大小为30m/s，求牵引力F的大小和所受阻力f的大小．

Answer 1

答：（1）由图可知第三个0.2s到达第9格，第四个0.2s到达16格（16cm）；对表格进行分析可知，小车第一、第二、第三、第四的0.2s内通过的路程变大，速度是逐渐变大，做变速运动．如下表：

位置	起点	A	B	C	D
时间/s	0	0.2	0.4	0.6	0.8
路程/m	0	1	4	9	16
运动形式	变速运动

（2）赛车经0.8s走过的路程
s=16m，
牵引力做功：
W=Fs=4000N×16m=6.4×10⁴J；
（3）P===Fv；
（4）∵P=Fv，
∴F===3000N，
∵赛车匀速运动，
∴赛车所受阻力：
f=F=3000N．
分析：（1）直接通过观察图形，运用刻度尺的读数方法即可得到缺少的数据；由图可以看出，小车的速度是逐渐变大的；
（2）由图得出经0.8s走过的路程，利用W=Fs求牵引力做的功；
（3）由P=、W=Fs、s=推导得出F、P和v之间的关系式；
（4）根据P=Fv求牵引力大小，再根据力的平衡求阻力大小．
点评：闪光频闪摄影又称连闪摄影，是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一个画面上记录动体的连续运动过程，是研究物体运动的重要方法．