Question

美国通用汽车公司推出的“氢气Ⅰ型”汽车是一种使用燃料电池驱动的电动汽车，它用氢气和氧气直接反应，其生成物只有水，因此对环境没有污染．若该车质量为1.5×10³kg，额定功率为60kW，汽车水平行驶中所受阻力大小等于车重的0.1倍，g取l0m/s²．求：
（1）当它以额定功率沿水平道路行驶时的最大速度；
（2）当它以额定功率从静止开始沿水平道路行驶，速度增加到20m/s时汽车的加速度．

Answer 1

分析：（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大．
（2）根据F=

P

v

求出此时的牵引力，再根据牛顿第二定律求出瞬时加速度．

解答：解：（1）汽车以额定功率行驶时有 P=Fv
汽车达到最大速度以后做匀速直线运动，有：牵引力 F=f=0.1mg 
最大速度vm=

P

F

=

P

f

=

P

0.1mg

=40（m/s）
（2）设汽车速度达到v′=20m/s时的牵引力为F′，
则有P=F′v′
代入数据得：F′=3000N 
由牛顿第二定律F'-f=ma得
代入数据得：a=1m/s²
答：（1）当它以额定功率沿水平道路行驶时的最大速度为40m/s；
（2）当它以额定功率从静止开始沿水平道路行驶，速度增加到20m/s时汽车的加速度为1m/s²．

点评：解决本题的关键知道以恒定功率运动，做加速度减小的加速度运动，当加速度等于0时，速度最大．