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

1个回答

  • (1)汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,即

    F=f

    根据题意

    f=2000N

    再根据公式

    P=Fv

    可以求出汽车的最大行驶速度v m=

    p

    f =40m/s;

    即汽车的最大行驶速度为40m/s.

    (2)当汽车的速度为32m/s时,根据公式P=Fv,牵引力

    F=

    p

    v =2.5× 10 3 N

    由牛顿第二定律得:F-f=ma

    解得

    a=

    F-f

    m =0.25m/s 2

    即当汽车的速度为32m/s时的加速度为0.25m/s 2

    (3)汽车匀加速的末速度设为v,匀加速最后时刻,功率达到额度功率,对于匀加速过程,根据牛顿第二定律,有

    p

    v -f=ma

    代入数据解得

    v=20m/s

    汽车从静止到匀加速启动阶段结束所用时间t 1=

    v

    a =20s

    达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,这一过程阻力不变,对这一过程运用动能定理:

    pt 2-fs=

    1

    2 mv m 2-

    1

    2 mv 2

    解得t 2=22.5s

    总时间t=t 1+t 2=42.5s

    即汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为42.5s.