解题思路:对汽车运动过程进行分析,当到达最大速度时汽车做匀速运动,运用功率和速度关系公式求出阻力.
当汽车速度为15m/s时,运用功率和速度关系公式求出牵引力,由牛顿第二定律得出加速度.
清楚汽车的运动过程,知道哪一段是匀加速运动,运用功率和速度关系公式求出匀加速过程中的牵引力,由牛顿第二定律得出加速度,再有运动学公式求出时间.
(1)由图象可知:汽车到达最大速度vm=20m/s
由于汽车做匀速运动,牵引力等于阻力,
此时f=F=[P
vm=
60×103/20]N=3×103N
当汽车速度v1=15m/s时,牵引力F′=[P
v1=
60×103/15]N=4×103N
由牛顿第二定律可得:
F′-f=ma1
所以a1=
F′−f
m=
4.0×103−3.0×103
3×103m/s2=0.33m/s2
(2)汽车做匀加速运动时的牵引力
F″=[P
v2=
60×103/12]N=5×103N
匀加速运动的加速度a2=
F″−f
m=[2/3]m/s2
根据运动学公式得:
t=
v2
a2=18s.
答:(1)当汽车速度为15m/s时的加速度大小为0.33m/s2.
(2)汽车做匀加速直线运动的时间为18s.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;牛顿运动定律的综合应用.
考点点评: 要注意P=Fv的使用.
了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.
做题目可以去尝试运用某一物理规律,如果不能解决再换用其他的,做完可以去总结.