解题思路:(1)汽车匀速运动时,牵引力等于阻力,根据P=Fv求解速度;
(2)根据P=Fv求出速度为20m/s时的牵引力,根据牛顿第二定律求解加速度.
(3)根据牛顿第二定律求出该加速度下的牵引力,再根据P=Fv求出匀加速的最大速度,进而求出时间.
(1)汽车匀速运动时,牵引力等于阻力,F=f=2000N
根据P=Fv解得:v=30m/s
(2)设当速度为20m/s时的牵引力为F,则
F=
P
v=
60000
20=3000N
根据牛顿第二定律得:a=
F−f
m=
3000−2000
4000=0.25m/s2
(3)当加速度a=0.5m/s2时,根据牛顿第二定律得:
F′=ma+f=4000N
所以匀加速的最大速度v=
P
F′=
60000
4000=15m/s
t=
△v
a=
15−0
0.5=30s
答:(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度为30m/s;
(2)汽车一额定功率启动过程中,当汽车的瞬时速度为20m/s时,加速度是0.25m/s2;
(3)若该汽车以恒定加速度a=0.5m/s2启动,这一匀加速过程能持续30s.
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: 本题考查的是机车启动的两种方式,即恒定加速度启动和恒定功率启动.要求同学们能对两种启动方式进行动态分析,能画出动态过程的方框图,公式p=Fv,p指实际功率,F表示牵引力,v表示瞬时速度.