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7．上海世博会期间，新能源汽车成为园区的主要交通工具，其中有几百辆为氢燃料电池汽车．氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因而不会产生温室气体，是环保汽车．有一辆氢燃料汽车重6t，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60kW（g取10m/s2），求：
（1）车以a=0.5m/s2从静止匀加速起动，能有多长时间维持匀加速运动？
（2）最大行驶速度为多少？
（3）若此车以最大速度从上海驶往南京（约300km），发动机的效率为50%，则需要多少氢作燃料（每摩尔氢气燃烧放出的热量为285.8kJ）？

分析 （1）根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动的牵引力，从而得出匀加速直线运动的最大速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动的时间
（2）当汽车的牵引力与阻力相等时，速度最大，结合P=Fv=fv求出最大速度．
（3）对变加速运动的过程，运用动能定理求出变加速运动的时间，从而求出总时间

解答 解：（1）设车匀加速起动时间为t，则有：F-f=ma
P=Fv′
又v′=at
联立以上三式解得：t=$\frac{p}{m{a}^{2}+fa}$=20s    
（2）当速度继续增大时，F减小，a减小．当F=f时，a=0，速度最大，所以有：
vm=$\frac{P}{f}$=20m/s
（3）当汽车以最大速度行驶时，牵引力等于汽车所受的阻力，所以有：
F=f=0.05×6×103×10 N=3×103 N 
汽车牵引力所做的功为：
W=Fs=3×103×300×103 J=9×108 J
汽车发动机做的总功为：
w总=$\frac{w}{η}$=$\frac{9×1{0}^{8}}{0.5}$=1.8×109J                             
因为每摩尔氢气燃烧放出的热量为285.8 kJ，所以发动机做功所需氢气的质量为：
mH=$\frac{1.8×1{0}^{9}×2}{285.8×1{0}^{3}}$=126kg
答：（1）此车以a=0.5m/s2的加速度从静止匀加速起动，这个过程能持续20s；
（2）最大行驶速度是20m/s；
（3）若此车以最大速度行驶300km，发动机效率为50%，则需要6.3×104mol氢气做燃料

点评 这题考的知识点是汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动．本题属于恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值

练习册系列答案
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18．两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动．取无限远处的电势为零，则（　　）
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B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小
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2．现有一合金制成的金属丝导体．为测量该金属丝的电阻率，现用伏安法测量金属丝两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该金属丝的直径，用游标卡尺测量该金属丝的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示．

在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测电阻丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；
电压表：V（量程3V）；
电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）  A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；
电源：E1（电动势3V，内阻不计）     E2（电动势12V，内阻不计）；
滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．
（1）由图甲、乙所示直径为1.842mm，长度为4.240cm．
（2）用欧姆表×100Ω档位测量电压表，如丙图所示，则电压表阻值是3000Ω．
若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选A1、电源应选E1（均填器材代号），在下面虚线框中完成电路原理图．
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19．下列说法中正确的是（　　）
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