一輛質(zhì)量為m的汽車,在水平路面上運(yùn)動(dòng),若汽車的功率P的恒定不變,汽車所受的阻力始終是車重的k倍,問(wèn):
(1)當(dāng)汽車的速率等于v時(shí),汽車的加速度是多少?
(2)汽車在行駛中所能達(dá)到的最大速度是多少?
分析:(1)根據(jù)功率與速度的關(guān)系求出牽引力的大小,再根據(jù)牛頓第二定律求出汽車的加速度.
(2)當(dāng)汽車牽引力與阻力相等時(shí),速度最大,根據(jù)P=fvm求出最大速度的大。
解答:解:(1)當(dāng)速度為v時(shí),牽引力的大小F=
P
v

根據(jù)牛頓第二定律得,a=
F-f
m
=
P
v
-f
m
,
因?yàn)閒=kmg,知a=
P
mv
-kg

(2)當(dāng)牽引力與阻力相等時(shí),速度最大.
根據(jù)P=Fvm=fvm得,最大速度vm=
P
kmg

答:(1)汽車的加速度是
P
mv
-kg

(2)汽車在行駛中所能達(dá)到的最大速度是vm=
P
kmg
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握功率與牽引力的關(guān)系,知道牽引力等于阻力時(shí),速度最大.
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如圖所示,一輛質(zhì)量為m的汽車,以恒定的輸出功率P在傾角為θ的斜坡上沿坡勻速向上行駛,汽車受到的摩擦阻力恒為汽車重力的K倍(忽略空氣阻力),則汽車的牽引力大小為
mgsinθ+kmg
mgsinθ+kmg
,上坡速度大小為
P
mgsinθ+kmg
P
mgsinθ+kmg

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