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2.汽车紧急刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动,会留下一段滑动的痕迹,这就是我们常说的刹车线.由刹车线的长短可以得知汽车刹车前的速度大小,因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据.已知某汽车质量为2.0×103kg,额定功率为72kW,在平直公路上行驶所受阻力是车重力的0.2倍,且保持不变.当紧急刹车后,在滑动过程中该车所受阻力是车重力的0.75倍,g取10m/s2.
(1)如果汽车从静止开始以2m/s2加速度做匀加速运动,则这个匀加速过程能维持多长时间?
(2)该汽车留下的刹车线最长是多少米?

分析 (1)当汽车的实际功率等于额定功率时匀加速结束,由牛顿第二定律、匀变速直线运动的速度公式、功率公式P=Fv可以求出匀加速的时间.
(2)由P=Fv求出汽车匀速运动的速度,然后由匀变速直线运动的速度位移公式求出刹车距离.

解答 解:(1)汽车匀加速直线运动时,
由牛顿第二定律得:F-0.2mg=ma,
汽车匀加速结束的速度:v=at,
汽车的功率:P=Fv,
代入数据解得:t=6s;
(2)汽车匀速运动时牵引力等于阻力,F=f=0.2mg,
由P=Fv可知,汽车匀速运动的速度:v=$\frac{P}{0.2mg}$=18m/s,
汽车刹车时的加速度:a=$\frac{f′}{m}$=$\frac{0.75mg}{m}$=0.75g=7.5m/s2,
刹车线的长度:s=$\frac{{v}^{2}}{2a}$=21.6m;
答:(1)如果汽车从静止开始以2m/s2加速度做匀加速运动,则这个匀加速过程能维持6s;
(2)该汽车留下的刹车线最长是21.6m.

点评 本题考查了求匀加速的时间、求刹车线的长度,分析清楚汽车的运动过程,应用牛顿第二定律、运动学公式、功率公式P=Fv可以解题,本题是一道中档题.

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