解题思路:汽车以额定功率在水平公路上行驶,受到的阻力为一定值,当牵引力等于阻力时,汽车达到最大速度.从而由额定功率与速度的比值得出牵引力大小,再由牛顿第二定律可求出阻力及最大速度.
汽车以额定功率行驶,当速度为4m/s,加速度为0.4m/s2,由牛顿第二定律可得:
则有:[p/v]-f=ma
汽车所受阻力恒为车重的0.01倍.
解之得:额定功率p=2m.
当阻力等于牵引力时,汽车达到最大速度为v
vm=
P
F=
P
f=[2m/0.01mg]=20m/s.
答:汽车行驶的最大速度是20m/s.
点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率.
考点点评: 本题将功率公式与牛顿第二定律综合应用,当加速度为零时,牵引力与阻力相等.即使加速度变化,也可以由牛顿第二定律来表达出速度与加速度的关系.注意汽车有两种启动,一是加速度恒定,则功率在不断增加,二是功率恒定,则加速度不断变化.