题目内容

2.质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图所示,从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则(  )
A.t1~t2时间内,汽车的平均速度等于$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$
B.0~t1时间内,汽车的牵引力等于m$\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$
C.t1~t2时间内,汽车的功率等于(m$\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$+Ff)v1
D.汽车运动的过程中最大速度v2=$\frac{m{v}_{1}^{2}}{{F}_{f}{t}_{1}}$

分析 根据速度时间图线求出匀加速运动的加速度,根据牛顿第二定律求出牵引力,结合匀加速运动的末速度,根据P=Fv求出汽车的额定功率.
当汽车速度最大时,牵引力等于阻力,结合P=fv求出最大速度.

解答 解:A、t1~t2时间内,汽车做变加速运动,平均速度不等于$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$,故A错误.
B、0~t1时间内,汽车的加速度a=$\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$,根据牛顿第二定律知,汽车所受的合力${F}_{合}=ma=m\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$,则牵引力大于$m\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$,故B错误.
C、汽车匀加速运动,有F-Ff=ma,解得F=${F}_{f}+m\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$,则汽车的功率P=Fv1=$(m\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}+{F}_{f}){v}_{1}$,故C正确.
D、汽车的额定功率P=$(m\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}+{F}_{f}){v}_{1}$,当速度最大时,牵引力等于阻力,则最大速度${v}_{2}=\frac{P}{{F}_{f}}=\frac{(m\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}+{F}_{f}){v}_{1}}{{F}_{f}}$,故D错误.
故选:C.

点评 解决本题的关键理清恒定功率启动和恒定加速度的启动过程中,对于恒定加速度启动,当匀加速运动速度达到最大时,功率达到额定功率,当加速度为零时,速度最大.

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