题目内容
【题目】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。求:(g=10m/s2)
(1)汽车的最大行驶速度。
(2)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
【答案】(1)40m/s;(2)55s
【解析】
(1)设汽车的最大行驶速度为vm.汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,速度达到最大,即有:F=f
根据题意知,阻力为:f=0.1mg=2000N
再根据公式 P=Fv得:vm=P/f=40m/s;
即汽车的最大行驶速度为40m/s
(2)汽车匀变速行驶的过程中,由牛顿第二定律得
得匀变速运动时汽车牵引力
则汽车匀加速运动行驶得最大速度为
由a1t1=v0,得汽车匀加速运动的时间为:t1=20s
汽车实际功率达到额定功率后到速度达到最大的过程,由动能定理WF+Wf=△Ek,即得:
Pt2-0.1mgs2=
得:t2=35s
所以汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为:t=t1+t2=55s
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