有一輛質(zhì)量m=4×103kg的汽車,其發(fā)動機的額定功率為60kW,在水平路面上行駛時受到的阻力是2000N,求:
(1)汽車在額定功率下勻速行駛的速度;
(2)汽車一額定功率啟動過程中,當汽車的瞬時速度為20m/s時,加速度是多大;
(3)若該汽車以恒定加速度a=0.5m/s2啟動,這一勻加速過程能持續(xù)多長時間?
分析:(1)汽車勻速運動時,牽引力等于阻力,根據(jù)P=Fv求解速度;
(2)根據(jù)P=Fv求出速度為20m/s時的牽引力,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度.
(3)根據(jù)牛頓第二定律求出該加速度下的牽引力,再根據(jù)P=Fv求出勻加速的最大速度,進而求出時間.
解答:解:(1)汽車勻速運動時,牽引力等于阻力,F(xiàn)=f=2000N
根據(jù)P=Fv解得:v=30m/s
(2)設(shè)當速度為20m/s時的牽引力為F,則
F=
P
v
=
60000
20
=3000N

根據(jù)牛頓第二定律得:a=
F-f
m
=
3000-2000
4000
=0.25m/s2

(3)當加速度a=0.5m/s2時,根據(jù)牛頓第二定律得:
F′=ma+f=5000N
所以勻加速的最大速度v=
P
F′
=
60000
5000
=12m/s

t=
△v
a
=
12-0
0.5
=24s

答:(1)汽車在額定功率下勻速行駛的速度為30m/s;
(2)汽車一額定功率啟動過程中,當汽車的瞬時速度為20m/s時,加速度是0.25m/s2;
(3)若該汽車以恒定加速度a=0.5m/s2啟動,這一勻加速過程能持續(xù)24s.
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.
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(1)發(fā)動機在額定功率下汽車勻速行駛的速度;

(2)在同樣的阻力下,如果勻速行駛的速度為20m/s,發(fā)動機輸出的實際功率;

(3)若該汽車以恒定加速度a=0.5m/s2啟動,這一勻加速過程能持續(xù)的時間。

 

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科目:高中物理 來源:2010年江蘇省灌云高級中學高一第二學期期末考試物理試題 題型:計算題

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