額定功率為80kW的汽車在平直公路上行駛時(shí)最大速率可達(dá)20m/s,汽車質(zhì)量為2t,如果汽車從靜止開(kāi)始做加速度大小為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變,求:
①汽車所受阻力多大?
②汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可以維持多長(zhǎng)時(shí)間?
③汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了多少功?
分析:(1)當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度最大,根據(jù)P=Fvm=fvm求出汽車所受的阻力.
(2)根據(jù)牛頓第二定律可以求出汽車以恒定加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力,根據(jù)P=Fv求得勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度,再根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系求汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)求出汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移,發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車做正功,阻力做負(fù)功,總功等于動(dòng)能的變化求解發(fā)動(dòng)機(jī)做的功.
解答:解:(1)已知汽車的額定功率Pe=80KW,在公路上行駛時(shí)的最大速度vmax=20m/s,由汽車牽引力等于阻力時(shí),汽車的速度最大,根據(jù)P=Fv=fv可得:
汽車所受阻力f=
Pe
vmax
=
80×103
20
N
=4×103N
(2)根據(jù)牛頓第二定律知,F(xiàn)-f=ma
得汽車以a=2m/s2加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力F=f+ma=4×103+2×103×2N=8×103N
再根據(jù)P=Fv可得汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度vmax′=
Pe
F
=
80×103
8×103
m/s
=10m/s
根據(jù)勻加速運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系得汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=
vmax
a
=
10
2
s=5s

汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為:x=
1
2
at2=
1
2
×2×52m
=25m
(3)在汽車勻加速運(yùn)動(dòng)25m的過(guò)程中汽車的速度由0增加到10m/s,根據(jù)動(dòng)能定理有:
WF+Wf=
1
2
mv2-0

代入數(shù)據(jù)可得:WF=2×105J
答:①汽車所受阻力為4×103N;
②汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可以維持5s
③汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了2×105J的功.
點(diǎn)評(píng):本題考查的是機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式,即恒定加速度啟動(dòng)和恒定功率啟動(dòng).要求同學(xué)們能對(duì)兩種啟動(dòng)方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,能畫(huà)出動(dòng)態(tài)過(guò)程的方框圖,公式p=Fv,p指實(shí)際功率,F(xiàn)表示牽引力,v表示瞬時(shí)速度.當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),機(jī)車達(dá)到最大速度vm=
Pe
f
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

額定功率為80kw的汽車,在某平直公路上行駛的最大速度為20m/s,汽車的質(zhì)量為m=2000kg.如果汽車從靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為2m/s2,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變.則(1)汽車所受恒定阻力為
4000
4000
N,(2)3秒末汽車的瞬時(shí)功率
48000
48000
W,(3)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
5
5
S.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

質(zhì)量為2000kg 額定功率為80kw 的汽車,在平直的公路上行駛時(shí)的最大速度為20m/s.若汽車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為2m/s2,運(yùn)動(dòng)中的阻力不變,求:
(1)汽車所受阻力的大小;     
(2)起初做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)3s末汽車的瞬時(shí)功率;     
(4)汽車在勻加速過(guò)程中牽引力所做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

額定功率為80kW的汽車,在平直的公路上行駛的最大速度是20m/s,汽車的質(zhì)量是2t,如果汽車從靜止開(kāi)始以額定功率運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變.求:
(1)汽車受到的阻力大;
(2)汽車速度為10m/s時(shí)的加速度大小.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

額定功率為80kW的汽車,在平直公路上行駛的最大速度是20m/s.汽車的質(zhì)量為2t,如果汽車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度的大小是2m/s2,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變.求:
(1)汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少?
(2)5s內(nèi)汽車阻力所做的功?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

額定功率為80kW的汽車在平直公路上行駛時(shí),其最大速度可達(dá)20m/s,汽車的質(zhì)量為2t.如果汽車從靜止開(kāi)始作勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)中阻力不變,加速度為2m/s2,求:
(1)汽車所受的阻力.
(2)這個(gè)勻加速過(guò)程能維持的時(shí)間.

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