解题思路:(1)当牵引力等于阻力时,汽车的速度最大,根据P=Fv=fv求出最大速度.
(2)根据牛顿第二定律求出牵引力的大小,根据P=Fv求出匀加速运动的末速度,结合速度时间公式求出匀加速运动的时间.
(3)根据P=Fv求出汽车速度为10m/s时的牵引力,根据牛顿第二定律求出加速度.
(1)当汽车的牵引力与阻力相等时,速度最大.根据P=fvm知,最大速度为:vm=
P
f=
30000
2000m/s=15m/s.
(2)根据牛顿第二定律得:F-f=ma,
解得牵引力为:F=f+ma=2000+2000×1N=4000N,
根据P=Fv得,匀加速运动的末速度为:v=
P
F=
30000
4000m/s=7.5m/s,
则匀加速运动的时间为:t=
v
a=
7.5
1s=7.5s.
(3)当汽车速度为10m/s时,牵引力为:F=
P
v=
30000
10N=3000N,
根据牛顿第二定律得:a=
F−f
m=
3000−2000
2000=0.5m/s2.
答:(1)汽车在路面上能达到的最大速度为15m/s;
(2)这一过程维持的时间为7.5s;
(3)汽车速度为10m/s时的加速度为0.5m/s2.
点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率.
考点点评: 解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系,知道牵引力等于阻力时速度最大,当功率达到额定功率时,匀加速运动结束.