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质量为m的汽车以恒定功率P沿倾角为θ的倾斜路面向上行驶,最终以速度vm匀速运动.若保持汽车的功率P不变,使汽车沿这个倾斜路面向下运动,最终以速度vP匀速行驶.假设汽车受到的摩擦阻力大小不变.则下列说法中正确的是(  )
分析:汽车匀速向上运动,和匀速向下运动时,对汽车受力分析,汽车处于受力平衡状态,由此可以求得汽车在两种情况下的牵引力的大小,由P=Fv分析可得出结论.
解答:解:A、汽车在达到匀速之前,若做匀加速运动,则牵引力保持不变,根据P=Fv可知,若牵引力不变、功率又不变,速度必然不变,所以不可能做匀加速运动,故A错误;
B、当汽车匀速运动时,受力平衡,由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的,对汽车受力分析可知,汽车的牵引力F=f+mgsinθ,由功率P=Fv,所以上坡时的速度vm=
P
f+mgsinθ

当汽车向下匀速运动时,受力平衡,对汽车受力分析可知,F′+mgsingθ=f,所以此时的牵引力F′=f-mgsingθ,由功率P=F′vP知,vP=
P
f-mgsingθ
,所以vP大于vm,所以B正确.
C、当汽车沿这个倾斜路面向下运动时,汽车的牵引力F′=f-mgsingθ,所以f>mgsingθ,所以C错误.
D、在匀速通过相等距离的情况下,上坡时用的时间比下坡时用的时间长,根据W=Pt可知,上坡时汽车做的功多,D正确.
故选BD
点评:汽车的功率不变,但是在向上运动和向下运动的时候,汽车的受力不一样,牵引力减小了,P=Fv可知,汽车的速度就会变大,分析清楚汽车的受力的变化情况是解决本题的关键.
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