题目内容
5．汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P额=80kW，汽车在行驶过程中所受阻力恒为Ff=2.5×103 N，汽车的质量M=2.0×103 kg．若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1.0m/s2，汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶．求：（1）汽车在匀加速过程中所能达到的最大速度．
（2）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度．
分析 （1）汽车先做匀加速直线运动，当功率达到额定功率，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零，速度达到最大，做匀速直线运动．根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动过程中的牵引力，再根据P=Fv求出匀加速直线运动的最大速度．
（2）当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，由P=Fv求汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度．
解答 解：（1）汽车做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得：
F-Ff=ma
可得 F=Ff+ma=2.5×103N+2.0×103×1N=4.5×103 N
设汽车在匀加速过程中所能达到的最大速度为v．
由P额=Fv得：
v=$\frac{{P}_{额}}{F}$=$\frac{8×1{0}^{4}}{4.5×1{0}^{3}}$≈17.78 m/s
（2）设汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度为vm．
当汽车功率为额定功率，且牵引力等于阻力时速度达到最大值，则 F=Ff=2.5×103 N
根据P额=Fvm得：vm=$\frac{{P}_{额}}{{F}_{f}}$=$\frac{8×1{0}^{4}}{2.5×1{0}^{3}}$=32m/s
答：
（1）汽车在匀加速过程中所能达到的最大速度是17.78 m/s．
（2）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度是32m/s．
点评 本题是汽车以恒定牵引力启动的典型题型，要求同学们能够正确熟练分析出汽车在整个启动过程中的运动情况及受力情况，把握速度最大的临界条件．
练习册系列答案
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11．一质点受两个力的作用，处于静止状态，若将其中一个力F逐渐减小到0，另一个力保持不变．则物体（ ）
| A． | 仍处于静止状态 | B． | 将做匀加速直线运动 | ||
| C． | 加速度逐渐增大 | D． | 加速度逐渐减小 |
12．
如图是娱乐节目“中国新歌声”设计的“导师战车”．当坐在战车中的导师按下按钮时，战车就由静止开始沿长10m 的倾斜直轨道向下运动；某时刻开始减速，到达站在轨道末端的学员面前时，恰好静止，整个过程历时4s．将加速、减速过程视为匀变速直线运动，则（ ）
如图是娱乐节目“中国新歌声”设计的“导师战车”．当坐在战车中的导师按下按钮时，战车就由静止开始沿长10m 的倾斜直轨道向下运动；某时刻开始减速，到达站在轨道末端的学员面前时，恰好静止，整个过程历时4s．将加速、减速过程视为匀变速直线运动，则（ ）| A． | 战车多动过程中导师先失重后超重 | |
| B． | 战车运动过程中所受外力不变 | |
| C． | 战车加速过程中的加速度一定等于减速过程中的加速度 | |
| D． | 战车运动过程中的最大速度为5 m/s |
13．
如图所示，将一光滑圆轨道固定竖直放置，其中A点为圆轨道的最低点，B点为圆水平直径与圆弧的交点．一个质量为m的物体静置于A点，现用始终沿轨道切线方向、大小不变的外力F作用于物体上，使其沿圆轨道到达B点，随即撤去外力F，要使物体能在竖直圆轨道内维持圆周运动，外力F至少为（ ）
如图所示，将一光滑圆轨道固定竖直放置，其中A点为圆轨道的最低点，B点为圆水平直径与圆弧的交点．一个质量为m的物体静置于A点，现用始终沿轨道切线方向、大小不变的外力F作用于物体上，使其沿圆轨道到达B点，随即撤去外力F，要使物体能在竖直圆轨道内维持圆周运动，外力F至少为（ ）| A． | $\frac{2mg}{π}$ | B． | $\frac{3mg}{π}$ | C． | $\frac{4mg}{π}$ | D． | $\frac{5mg}{π}$ |
20．
如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R．开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是（ ）
如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R．开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是（ ）| A． | 副线圈两端M、N的输出电压增大 | |
| B． | 副线圈输电线等效电阻R上的电压减小 | |
| C． | 通过灯泡L1的电流增大 | |
| D． | 原线圈中的电流增大 |
如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，闸刀可绕O在纸面内转动，M、N接电源．闸刀处于垂直纸面向里、B=0.1T的匀强磁场中，CO间距离10cm，当闸刀受到磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开． 以下CO中电流大小和方向能使闸刀开关自动跳开的为（ ）