质量为1×103kg的汽车在平直公路上由静止开始行驶,所受阻力恒定.一开始做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,第5s末

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  • 分析:汽车在公路上运动可以分两个过程,第一过程匀加速,第二过程先是加速度不断减小的变加速,后再匀速行驶一段时间.如果能把这两个过程汽车做的总功求出,再除以两个过程的总时间就可以得出平均功率.

    在求(1)问时可以得出汽车的牵引力F与阻力f之间的关系,F=2f=2P/V=4*10^3N

    这个过程汽车行驶的距离S=1/2at^2=25m

    所以牵引力F做的功为W1=FS=4*10^3*25J=1*10^5J

    这个过程牵引力是个变力,无法直接求出,可以换一种思路,求阻力做的功,

    Wf=2*10^3*(200-25)=3.5*10^5J

    根据动能定理,牵引力做的功与阻力做的功之差为汽车动能的增量

    W2-Wf=1/2mvm^2-1/2mv^2=1/2*10^3(400-100)=1.5*10^5J

    W2=5*10^5J

    而这个过程中,汽车功率是恒定的,可以求出时间,W2=Pt=4*10^4t2=5*10^5J

    t2=12.5s

    所以,P=(W1+W2)/(t1+t2)=6*10^5J/17.5s=3.43*10^4W