解题思路:(1)当a=0时,即F=f时,汽车的速度最大,根据P=Fv求解;
(2)当功率达到最大时,匀加速运动结束,根据P=Fv求解末速度,根据速度时间关系求时间;
(3)根据动能定理列式求解.
(1)当汽车达到最大速度时,加速度a=0,此时有:F=f=0.1mg…①
又:P=F…②
①②联立得:vm=
P
f=
60000
0.1×5000×10m/s=12m/s
(2)汽车作匀加速运动,由牛顿第二定律得:F-0.1mg=ma,
解得:F=7.5×103N.
设汽车刚达到额定功率时的速度为vl,则:P=F•v,
代入数据得:v1=8m/s.
设汽车作匀加速运动的时间为t,则:v=at,
代入数据得:t=16s.
(3)设汽车得位移为x,从静止到刚刚到达最大速度过程由动能定理得:
Pt−0.1mgx=
1
2mvm2
代入数据解得:x=48m
答:(1)汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是12m/s;
(2)这一过程能维持时间为16s;
(3)此过程中汽车的位移为48m.
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: 本题考查的是汽车的启动方式,一定要分清是那种启动方式,然后利用P=Fv和牛顿第二定律、动能定理即可轻松求解.