解题思路:速度达最大时,汽车所受阻力与牵引力大小相等,根据P=FV可求出汽车在行驶时所受阻力的大小.保持额定功率行驶的车,匀加速直线运动时牵引力大小可根据P=FV,代入速度12m/s求出.再由牛顿第二定律求出匀加速直线运动的加速度.然后根据运动学公式V=at,解出时间t.
(1)由图象可知:Vm=20m/s
此时,汽车所受阻力与牵引力大小相等,根据P=FV 得
f=F=[P
Vm=
60×103/20]N=3.0×103N
(2)汽车做匀加速运动时的牵引力
F′=[P
V1=
60×103/12]N=5.0×103N
匀加速运动的加速度 a1=
F′−f
m=0.5m/s2
由速度公式:V1=a1t1得 t1=
V1
a1=[12/0.5]s
解得t1=24s.
故:汽车在行驶时所受阻力的大小为3.0×103N.汽车做匀加速直线运动的时间为24s.
点评:
本题考点: 牛顿运动定律的综合应用;功率、平均功率和瞬时功率.
考点点评: 保持额定功率行驶的车,若做匀加速直线运动,则牵引力F恒定,当速度V增加到FV=P额时,以后V增大F就要减小,不能再做匀加速运动.