15.一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動,在前5s內(nèi)做勻加速直線運動,5s末達到額定功率,之后保持額定功率運動,其v-t圖象如圖所示.已知汽車的質量為m=2×103kg,汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍,則以下說法正確的是( 。
A.汽車在前5 s內(nèi)的牽引力為4×103 NB.汽車在前5 s內(nèi)的牽引力為5×103N
C.汽車的額定功率為40 kWD.汽車的最大速度為30 m/s

分析 從v-t圖象可以看出:汽車經(jīng)歷三個運動過程:勻加速直線運動,加速度減小的變加速直線運動,最后做勻速直線運動.由圖線斜率可求出前5s內(nèi)汽車的加速度,由牛頓第二定律即可求出此過程的牽引力.5s末汽車的功率就達到額定功率,由P=Fv能求出額定功率.汽車速度最大時,牽引力等于阻力,由P=Fvm,能求出最大速度.

解答 解:汽車受到的阻力f=0.1×2×103×10=2×103N;
AB、前5s內(nèi),由圖a=2m/s2,由牛頓第二定律:F-f=ma,求得:F=f+ma=(0.1×2×103×10+2×103×2)N=6×103N  故AB錯誤.
C、t=5s末功率達到額定功率,P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kW,故C錯誤;
D、當牽引力等于阻力時,汽車達最大速度,則最大速度vm=$\frac{P}{f}=\frac{6×1{0}^{4}}{2×1{0}^{3}}$=30m/s.故D正確.
故選:D

點評 本題結合圖象考查汽車啟動問題,在解題時要明確汽車的運動過程及運動狀態(tài),正確應用牛頓第二定律及功率公式求解.

練習冊系列答案
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A.mg,$\frac{1}{2}$mgB.$\frac{\sqrt{6}}{6}$mg,$\frac{2\sqrt{3}}{3}$mgC.$\frac{\sqrt{2}}{2}$mg,mgD.$\frac{2\sqrt{3}}{3}$mg,$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg

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(1)物塊A滑到輪帶底端時速度的大;
(2)物塊A剛與彈簧接觸時速度大小;
(3)物塊A返回到圓形軌道的高度;
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