题目内容
14.质量为2t的汽车,额定功率是60kW.汽车在平直的路面上行驶的最大速度是15m/s,则(1)汽车受到的阻力为多少?
(2)如果在额定功率下行驶的速度为10m/s时,汽车的加速度为多少?
(3)如果汽车由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,则加速时间为多少?
分析 (1)汽车的功率可由牵引力与速度乘积来表达,当汽车达到最大速度,此时做匀速运动,则牵引力等于运动阻力,而牵引力由额定功率与最大速度来算出.
(2)当汽车以额定功率运动时,可得出牵引力大小,由于阻力不变,所以由牛顿第二定律可求出加速度大小.
(3)根据牛顿第二定律求得牵引力,有P=Fv求得加速达到的最大速度,根据v=at求得时间
解答 解:(1)汽车以额定功率在水平路面行驶,达到最大速度,则由功率公式有:
P=Fv,
得:F=$\frac{P}{v}=\frac{60000}{15}N=4000N$
此时阻力等于牵引力,即为4000N
(2)汽车以额定功率在水平路面行驶,速度为10m/s时,则有:
$F=\frac{P}{v′}=\frac{60000}{10}N=6000N$
由牛顿第二定律可得:F-f=ma
得:a=$\frac{F-f}{m}=\frac{6000-4000}{2000}m/{s}^{2}=1m/{s}^{2}$
(3)$\frac{P}{F}=\frac{60000}{8000}m/s=7.5m/s$根据牛顿第二定律F-f=ma可知,加速时的牵引力为:F=ma+f=8000N,
根据P=Fv可知减加速达到的速度为:v=$\frac{P}{F}=10m/s$
故加速时间为:t=$\frac{v}{a}=\frac{7.5}{2}s=3.75s$
答:(1)汽车受到的阻力为4000N
(2)如果在额定功率下行驶的速度为10m/s时,汽车的加速度为1m/s2
(3)如果汽车由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,则加速时间为3.75s
点评 由功率与速度的比值来得出牵引力,从而再由牛顿运动定律来列式求解.当达到最大速度时,牵引力等于阻力.注意此处的功率必须是额定功率.
A. | 给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力 | |
B. | 液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现 | |
C. | 悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动 | |
D. | 干湿泡温度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远 | |
E. | 液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性 |
A. | 地面对斜面有摩擦力 | |
B. | 减小斜面倾角,斜面向右的运动趋势减弱 | |
C. | 处理斜面的光滑程度,使小物块恰能沿斜面匀速滑动,斜面有向右的运动趋势 | |
D. | 若撤去销子P,小物块、斜面整体仍然静止 |
A. | 向左平抛 | B. | 向右平抛 | C. | 自由落体 | D. | 无法判断 |
A. | ωa=ωb=ωc | B. | ωa>ωb>ωc | C. | ωa>ωc>ωb | D. | ωa<ωc<ωb |
A. | 滑块一定做变加速直线运动 | B. | 滑块一定做匀速直线运动 | ||
C. | 滑块一定做曲线运动 | D. | 滑块一定做匀变速直线运动 |