(9分)额定功率为80kw的汽车,在平直公路上行驶的最大速率是20m/s.汽车质量为2000kg,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,设运动过程中阻力不变.求:
(1) 汽车所受阻力多大?
(2) 3s末汽车的瞬时功率多大?
(3)汽车维持匀加速运动的时间多长?
(1)Ff =4×103 N(2)4.8×104 W(3) t =5s。
【解析】(1)汽车以最大速度行驶时:根据 Ff=
带入数据可得Ff =4×103 N
(2)汽车在3秒末的速度为v3=at=6 m/s,
根据 F-Ff=ma,
可得,F=8000N, P3=Fv3=4.8×104 W
(3)设匀加速运动的时间为t,
则t时刻的速度为v =a t =2t,
这时汽车的功率为额定功率。
由P =Fv,将F =8000N和v =2 t
解得t =5s。
本题考查机车启动的两种形式,当汽车速度最大时牵引力等于阻力,由功率P=Fv可求得最大速度,因为汽车以恒定加速度启动,由v=at可求得3s末速度大小,再由牛顿第二定律可求得牵引力大小,再由功率公式可求得此时功率大小,要求汽车匀加速运动的时间,需要先求匀加速运动的最大速度,当汽车功率增大到额定功率时匀加速运动的速度最大,由P=Fv可求得此时的速度,再由v=at求得运动时间
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