额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度是20m/s,汽车质量是2×103kg.如果汽车从静止开始先做加速度

额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度是20m/s,汽车质量是2×103kg.如果汽车从静止开始先做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,达到额定功率后以额定功率行驶,在运动过程中阻力不变,问:
(1)汽车受到的阻力多大?
(2)汽车匀加速运动时受到的牵引力多大?
(3)汽车做匀如速直线运动的最大速度多大?
(4)汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功多大?
gtde 1年前 已收到1个回答 举报

xuganglingyun 幼苗

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解题思路:这题考的知识点是汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定功率启动.本题属于恒定加速度启动方式,由于牵引力不变,根据p=Fv可知随着汽车速度的增加,汽车的实际功率在增加,此过程汽车做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时,功率不能增加了,要想增加速度,就必须减小牵引力,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值.汽车在11s内做功等于匀加速阶段牵引力做功加额定功率下牵引力做功之和

(1)当牵引力等于阻力时速度最大,故有:
f=[P
vmax=
80000/20N=4000N
(2)匀加速时,有牛顿第二定律得:
F-f=ma
F=f+ma=4000+2000×2N=8000N
(3)故匀加速达到的最大速度为:v=
P
F=
80000
8000m/s=10m/s
(4)故匀加速时间为:t=
v
a=
10
2s=5s
匀加速前进位移为:x=
1
2at2=
1
2×2×52m=25m
匀加速阶段牵引力做功为:W1=Fx=8000×25J=2×105J
剩余6s内牵引力做功为:W2=Pt′=80000×6J=4.8×105
故11s内做功为:W=W1+W2=6.8×105J
答:(1)汽车受到的阻力为4000N
(2)汽车匀加速运动时受到的牵引力为8000N
(3)汽车做匀如速直线运动的最大速度为10m/s
(4)汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功6.8×105J

点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率;牛顿第二定律.

考点点评: 本题考查的是机车启动的两种方式,即恒定加速度启动和恒定功率启动.要求同学们能对两种启动方式进行动态分析,能画出动态过程的方框图,公式p=Fv,p指实际功率,F表示牵引力,v表示瞬时速度.当牵引力等于阻力时,机车达到最大速度vmax=Pf].

1年前

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