解题思路:(1)根据速度时间图象的斜率表示加速度即可求解;
(2)根据牛顿第二定律求出加速度,当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,进而求出最大值;
(3)根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,求出匀加速运动的位移,对整个过程中,根据动能定理列式即可求解.
(1)速度时间图象的斜率表示加速度,则有:a=
v1
t1=
12
4=3m/s2,
(2)根据牛顿第二定律得:
F-f=ma…①
而P=Fv1…②
当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,则vm=
P
f…③
联立①②③解得:vm=30m/s,
(3)速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,则匀加速运动的位移为:x 1=
1
2×12×4=24m
整个过程中,根据动能定理得:
Fx1+P(t2−t1)−fx=
1
2mvm2
代入数据解得:x=75m
答:(1)汽车前4秒的加速度为3m/s2;
(2)汽车的最大速度为30m/s;
(3)汽车加速到最大速度时位移为75m.
点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率;牛顿第二定律.
考点点评: 本题考查的是机车启动的两种方式,即恒定加速度启动和恒定功率启动.要求同学们能对两种启动方式进行动态分析,能画出动态过程的方框图,公式p=Fv,p指实际功率,F表示牵引力,v表示瞬时速度.当牵引力等于阻力时,机车达到最大速度.