解题思路:当汽车匀速运动时,汽车速度达到最大,由公式P=Fv与平衡条件可以求出汽车受到的阻力;由牛顿第二定律求出汽车做匀加速运动的牵引力,由P=Fv求出汽车匀加速结束时的速度,最后由匀变速直线运动的速度公式求出汽车做匀加速运动的时间.
汽车功率达到额定功率做匀速运动时,汽车速度达到最大速度,此时,汽车的牵引力:
F=
Pe
vm=
3.75×104W
15m/s=2500N
此时汽车做匀速直线运动,由平衡条件得汽车受到的阻力:
f=F=2500N;
汽车做匀加速直线运动时,由牛顿第二定律得:
F-f=ma
汽车的牵引力:
F=f+ma=2500+5.0×103×1=7500N
当汽车的输出功率达到额定功率时,匀加速结束,此时汽车的速度:
v=
Pe
F=
3.75×104W
7500N=5m/s
汽车做匀加速运动的时间:
t=[v/a]=
5m/s
1m/s2=5s
答:汽车匀加速运动的时间为5s.
点评:
本题考点: 功率、平均功率和瞬时功率;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
考点点评: 本题考查了求汽车受到的阻力、求汽车匀加速运动的时间,知道汽车从静止开始匀加速启动的运动过程、应用公式P=Fv、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.