题目内容
【题目】额定功率为64kW的汽车,在某平直的公路上行驶的最大速度为16m/s,汽车的质量m=2t.如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2.运动过程中阻力不变.求:
(1)汽车所受的恒定阻力是多大?
(2)3s末汽车的瞬时功率多大?
(3)匀加速直线运动时间多长?
(4)在匀加速直线运动中,汽车的牵引力做的功多大?
【答案】(1)f=4×103N (2)P3=48kW (3)t=4s (4)W=1.28×J
【解析】【试题分析】(1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Ffvm求出汽车所受的恒定阻力大小.(2)根据牛顿第二定律求出牵引力,结合速度时间公式求出3s末的速度,通过P=Fv求出汽车的瞬时功率.(3)根据牵引力的大小,结合P=Fv求出匀加速运动的末速度,根据速度时间公式求出匀加速运动的时间.(4)根据牵引力的大小以及匀加速运动的位移,通过功的公式求出汽车牵引力做功的大小.
(1)当F=f时,速度最大,根据
得:
(2)根据牛顿第二定律,得:F-f=ma ①
根据瞬时功率计算式,得:P=Fv=Fat ②
联立得:P=(f+ma)at=(4×103+2×103×2)×2×3W=4.8×104W=48kW
(3)根据P=Fv可知:随v的增加,直到功率等于额定功率时,汽车完成整个匀速直线运动过程,所以有P额=Fatm ③
将式①代入式③得:
(4)根据功的计算式得:
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