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一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW...

一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2.达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶.试求:

(1)汽车的最大行驶速度;

(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;

(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率.

 

(1)汽车的最大行驶速度为40m/s; (2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度为20m/s; (3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率为20kW 【解析】 试题分析:(1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=fv求出最大速度. (2)根据牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引力,结合P=Fv求出匀加速运动的末速度. (3)根据速度的大小确定汽车处于哪一个阶段,若处在匀加速运动阶段,结合P=Fv求出瞬时功率. 【解析】 (1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Fv=fvm得,最大速度. (2)根据牛顿第二定律得,F﹣f=ma,解得牵引力F=f+ma=20000×0.1+2000×1N=4000N, 则匀加速运动的末速度v=. (3)因为5m/s<20m/s,知汽车处于匀加速运动阶段, 则瞬时功率P′=Fv′=4000×5W=20kW. 答:(1)汽车的最大行驶速度为40m/s; (2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度为20m/s; (3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率为20kW.  
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