《2025年物理上学习指导用书通用类》

例2 已知列车的额定功率为600 kW，当列车以5 m/s的速度匀速行驶时，所受阻力$F_{f1}=5×10^{3}\ N$；在额定功率下，当列车以最大速度行驶时，所受阻力$F_{f2}=5×10^{4}\ N$。求：
（1）列车以5 m/s的速度匀速行驶时的实际输出功率$P_{1}$；
（2）在额定功率下列车的最大行驶速度$v_{m}$。

答案： （1）列车匀速行驶，牵引力$F_{1}=F_{f1}=5×10^{3}\ N$，实际输出功率$P_{1}=F_{1}v_{1}=5×10^{3}×5=2.5×10^{4}\ W$。
（2）额定功率$P=600\ kW=6×10^{5}\ W$，最大速度时牵引力$F=F_{f2}=5×10^{4}\ N$，最大速度$v_{m}=\frac{P}{F}=\frac{6×10^{5}}{5×10^{4}}=12\ m/s$。

1. 下列关于功的说法正确的是（ ）
A. 力越大，位移越大，做功就越多
B. 功是标量，正功和负功的含义是表示功的方向
C. 当力的方向与位移方向垂直时，该力不做功
D. 摩擦力一定做负功

答案： C
解析：功$W=Fscos\alpha$，不仅与力$F$、位移$s$有关，还与夹角$\alpha$有关，A错误；功是标量，正功、负功表示力对物体做功的效果，不是方向，B错误；力与位移垂直时，$\cos\alpha=0$，$W=0$，C正确；摩擦力可以做正功、负功或不做功，如传送带运送物体时静摩擦力做正功，D错误。