汽车发动机的功率为60kW,汽车的质量为4×103kg,当它行驶在倾角为α的长直公路上时,如图,所受阻力为车重的0.1倍

汽车发动机的功率为60kW,汽车的质量为4×103kg,当它行驶在倾角为α的长直公路上时,如图,所受阻力为车重的0.1倍,且sinα=0.02(g=10m/s2),
求:
(1)汽车所能达到的最大速度vm=?
(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?
(3)汽车以上述方式启动,在10s末汽车的功率为多大?
心的绿洲 1年前 已收到1个回答 举报

金色笔记 幼苗

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解题思路:(1)当汽车加速度为零时,达到的速度最大.根据平衡条件得到牵引力,由功率公式P=Fv求解最大速度.
(2)对于匀加速直线运动过程,根据牛顿第二定律求出汽车的牵引力,从而根据功率的公式求出匀加速直线运动的末速度,通过速度时间公式求出匀加速直线运动的时间.
(3)判断出10s末汽车所处的状态,即可利用P=Fv求的功率;

(1)当牵引力等于阻力和重力在斜面上的分力之和时速度达到最大
F=Kmg+mgsinα=0.1×40000+40000×0.02N=4800N
P=F•vm
得:vm=
P
Kmg+mgsinα=
60000
4800m/s=12.5m/s
(2)汽车从静止开始,以a=0.6 m/s2,匀加速行驶,
F′-f-mgsinα=ma.
F′=ma+Kmg+mgsinα=4×103×0.6+4800N=7.2×103 N.
保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m,有:
V′m=[P/F′=
60000
7200m/s=
25
3m/s
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间:
t=
v′m
a=
125
9s
(3)当t=10 s<
125
9]s,说明汽车在10 s末时仍做匀加速行驶,则汽车的即时功率为:
Pt=F′•vt=F′•a•t,=7.2×103×0.6×10w=43.2 kW.
答:(1)汽车所能达到的最大速度为12.5m/s
(2)若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持[125/9]s时间.
(3)汽车以上述方式启动,在10s末汽车的功率为43.2kW

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 本题考查机车的启动问题,关键理清汽车在整个过程中的运动情况,结合功率的公式,以及牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

1年前

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