有一辆质量m=4×103kg的汽车,其发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是2000N,求:

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  • 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.