額定功率為80kW、質(zhì)量是2.0×103kg的汽車,在平直公路上行駛,在發(fā)動機保持額定功率的情況下,汽車行駛的最大速度是40m/s.如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度的大小是2.0m/s2,運動過程中受到的阻力不變.求:
(1)汽車受到的阻力大;
(2)4.0s末汽車發(fā)動機的瞬時功率.
【答案】分析:這題考的知識點是汽車的兩種啟動方式,恒定加速度啟動和恒定功率啟動.本題屬于恒定加速度啟動方式,由于牽引力不變,根據(jù)p=Fv可知隨著汽車速度的增加,汽車的實際功率在增加,此過程汽車做勻加速運動,當實際功率達到額定功率時,功率不能增加了,要想增加速度,就必須減小牽引力,當牽引力減小到等于阻力時,加速度等于零,速度達到最大值.求5s末和15s末的瞬時功率,首先要知道5s末和15s末時汽車是所處的運動狀態(tài).
解答:解:(1)當阻力等于牽引力時,汽車達到最大速度為vm=,則f==2000N;
(2)根據(jù)牛頓第二定律得:F-f=ma;
解得:F=ma+f=6000N
勻加速運動的最大速度為:v==m/s
所以勻加速運動的時間t==s
因4s<s,所以v1=at1=8m/s
P1=Fv1=6000×8W=48kW
答:(1)汽車受到的阻力為2000N;
(2)4s末汽車的瞬時功率為48kW.
點評:本題考查的是機車啟動的兩種方式,即恒定加速度啟動和恒定功率啟動.要求同學(xué)們能對兩種啟動方式進行動態(tài)分析,能畫出動態(tài)過程的方框圖,公式p=Fv,p指實際功率,F(xiàn)表示牽引力,v表示瞬時速度.當牽引力等于阻力時,機車達到最大速度.
練習(xí)冊系列答案
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(1)汽車所受的恒定阻力;
(2)3s末汽車的瞬時功率;
(3)汽車啟動后前10s內(nèi)汽車的平均功率.

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32 m/s
32 m/s
;當車的速度為20m/s時的加速度為
0.75 m/s2
0.75 m/s2

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額定功率為80kW的汽車,在平直的公路上行駛的最大速度為20m/s,汽車的質(zhì)量為2.0t.若汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為2m/s2,運動過程中阻力不變,則:
(1)汽車受到的恒定阻力是多大?
(2)3s末汽車的瞬時功率是多大?
(3)勻加速直線運動的時間是多長?
(4)在勻加速直線運動中,汽車牽引力做的功是多少?

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