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额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2t...

额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2t,如果汽车从静止开始做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,运动过程中阻力不变,求:
①汽车所受阻力多大?
②汽车做匀加速运动的过程可以维持多长时间?
③汽车做匀加速直线运动过程中,汽车发动机做了多少功?
(1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Fvm=fvm求出汽车所受的阻力. (2)根据牛顿第二定律可以求出汽车以恒定加速度做匀加速运动时的牵引力,根据P=Fv求得匀加速运动的最大速度,再根据速度时间关系求汽车匀加速运动的时间; (3)求出汽车做匀加速运动的位移,发动机对汽车做正功,阻力做负功,总功等于动能的变化求解发动机做的功. 【解析】 (1)已知汽车的额定功率Pe=80KW,在公路上行驶时的最大速度vmax=20m/s,由汽车牵引力等于阻力时,汽车的速度最大,根据P=Fv=fv可得: 汽车所受阻力==4×103N (2)根据牛顿第二定律知,F-f=ma 得汽车以a=2m/s2加速运动时的牵引力F=f+ma=4×103+2×103×2N=8×103N 再根据P=Fv可得汽车做匀加速运动的最大速度=10m/s 根据匀加速运动的速度时间关系得汽车做匀加速运动的时间t== 汽车做匀加速运动的位移为:=25m (3)在汽车匀加速运动25m的过程中汽车的速度由0增加到10m/s,根据动能定理有: 代入数据可得: 答:①汽车所受阻力为4×103N; ②汽车做匀加速运动的过程可以维持5s ③汽车做匀加速直线运动过程中,汽车发动机做了2×105J的功.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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