Question

3．表列出了某种型号轿车的部分数据，试根据表中数据回答下列问题：

长/mm宽/mm高/mm	4871×1835×1460
净重/kg	1500
传动系统	前轮驱动5挡变速
发动机型式	直列4缸
发动机排量（L）	2.2
最高时速（km/h）	252
0～108km/h的加速时间（s）	20
额定功率（Kw）	140

（1）图为轿车中用于改变车速的排挡．手推变速杆到达不同挡位，可获得不同的运行速度，从“1～5”逐挡速度增大，R是倒车挡．试问轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至哪一挡？并说明理由．
（2）该车以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力为多大？
（3）如果把0～108km/h的加速过程看做匀加速直线运动，则此过程中汽车的加速度为多大？

Answer 1

分析 （1）根据P=Fv判断知，速度越小，牵引力越大，从而确定变速杆应推至哪一档．
（2）根据P=Fv求出以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力．
（3）由表格读出加速的时间，根据运动学加速度的定义求解加速度．

解答 解：（1）轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至1挡．
因为由P=Fv可知，当功率P一定时，要想获得较大的牵引力，就需要减小速度．
（2）由表格知，该车最高速度为v₁=252km/h=70m/s，额定功率为 P_额=140kW=1.40×10⁵W
由P_额=F₁v₁
得轿车的牵引力为 F₁=$\frac{{P}_{额}}{{v}_{1}}$
代入数据计算可得  F₁=2000N
（3）v₂=108km/h=30m/s
由表格知，0～108km/h的加速时间为 t=20s
由a=$\frac{{v}_{2}}{t}$代入数据计算可得：
加速度 a=1.5m/s²；
答：
（1）轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至1挡．因为由P=Fv可知，当功率P一定时，要想获得较大的牵引力，就需要减小速度．
（2）（2）该车以额定功率和最高速度运行时，轿车的牵引力为2000N．
（3）如果把0～108km/h的加速过程看做匀加速直线运动，则此过程中汽车的加速度为1.5m/s²．

点评 解决本题的关键知道功率与牵引力以及速度的关系，即P=Fv，以及速度与加速度的关系．