汽车质量为m,额定功率为P,在水平长直路面上从静止开始沿直线行驶,设行驶中受到的恒定阻力为f.

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  • 解题思路:(1)汽车速度最大时牵引力与阻力大小相等,根据P=Fv=fvmax求解;

    (2)根据牛顿第二定律求出汽车匀加速运动时的牵引力F,再根据P=Fv求得匀加速运动的最大速度,由速度时间关系求解时间;

    (3)根据功率表达式分析汽车速度和加速度的变化.

    (1)匀速时速度最大,牵引力和阻力平衡,则此时汽车的最大速度为:

    vmax=

    P

    F=

    P

    f

    (2)根据牛顿第二定律,汽车匀速运动时的牵引力满足:

    (F-f)=ma

    匀加速运动时的牵引力为:F=ma+f

    汽车匀加速运动的最大速度:

    v′max=

    P

    F=

    P

    ma+f

    根据速度时间关系有:

    v′max=at

    得汽车匀加速运动时间:t=

    v′max

    a=

    P

    ma2+fa

    (3)根据P=Fv和a=

    F−f

    m得:

    汽车的加速度a=

    P

    v−f

    m,可知此后的运动汽车的加速度变小,最后变为零;速度不断增大,最后匀速.

    答:(1)求汽车所能达到的最大速度vmax=[P/f]

    (2)求汽车从一开始即以加速度a作匀加速运动,汽车能保持匀加速运动的最长时间tmax=

    P

    ma2+fa;

    (3)汽车在tmax后,加速度逐渐减小直至为0和速度不断增加最后匀速运动.

    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: 汽车在水平面上匀速运动时速度最大,此时牵引力与阻力平衡,这是解决本题的关键突破口.

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