解题思路:(1)汽车以额定功率行驶时,当牵引力与阻力相等时,汽车速度最大;
(2)根据牛顿第二定律求出汽车保持匀加速运动的牵引力,再根据P=Fv求得汽车匀加速运动的最大速度,由速度时间关系求汽车匀加速运动所能维持的时间.
(1)汽车保持额定功率不变,当汽车牵引力与阻力相等时,汽车获得最大速度,根据P=Fv可得
汽车所能达到的最大速度vmax=
P
f=
6×104
0.1×5×103×10m/s=12m/s
(2)汽车匀加速运动时,牵引力与阻力的合力产生加速度,所以有:
F-f=ma
可得汽车匀加速运动时的牵引力F=f+ma=0.1×5×103×10+5×103×0.5N=7.5×103N
根据P=Fv可得汽车匀加速行驶时的最大速度
v′max=
P
F=
6×104
7.5×103m/s=8m/s
再根据速度时间关系有汽车匀加速运动的时间t=
v′max
a=
8
0.5s=16s
答:(1)汽车保持其额定功率不变从静止起动后能达到的最大速度是12m/s;
(2)若汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动,这一过程能维持16s时间.
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当牵引力等于阻力时速度最大,以恒定加速度起动,当功率达到额定功率时,匀加速直线运动的速度最大.