Question

一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×10 3 kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重

Answer 1

（1）汽车到达最大行驶速度时，牵引力和阻力相等，所以

v m =

p 额

f =

80×1 0 3

0.1×2.0×1 0 3 ×10 =40m/s

（2）设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为v ₁，

由牛顿第二定律得 F-f=ma，可得 F=4×10 ³N，

由p _额=Fv ₁，可得 v 1 =

80× 10 3

4× 10 3 =20m/s ，

（3）当速度为5m/s时，小于匀加速运动的最大的速度，此时处于匀加速阶段，

所以牵引力的瞬时功率为：p=Fv=4×10 ³×5kw=20kW，

（4）当速度为32m/s时，大于匀加速运动的最大的速度，此时处于恒定功率启动阶段，设牵引力为F′，加速度为a′，

由 F′=

P 额

v =

80× 10 3

32 N=2.5×10 ³N，

由 F′-f=ma′，

得a′=0.25m/s ²．

答：（1）汽车的最大行驶速度是40m/s；

（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度是20m/s；

（3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率是20kW；

（4）当汽车的速度为32m/s时的加速度0.25m/s ²．