题目内容

14.质量为2×103 kg、发动机额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶;若汽车所受阻力大小恒为4×103 N,则下列判断中正确的有(  )
A.汽车的最大速度20 m/s
B.汽车以加速度2 m/s2匀加速启动,启动后第2 s末发动机实际功率是32 kW
C.若汽车以加速度2 m/s2做初速度为0的匀加速运动,则匀加速运动的时间为5s
D.若汽车保持额定功率启动,则当汽车速度为5 m/s时,其加速度为6 m/s2

分析 当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Fv=fvm求出汽车的最大速度;根据牛顿第二定律求出牵引力的大小,结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度,根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间,以及2s末的速度,结合功率的公式求出发动机的实际功率.根据P=Fv求出速度为5m/s时的牵引力,结合牛顿第二定律求出加速度.

解答 解:A、当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Fv=fvm得最大速度为:${v}_{m}=\frac{P}{f}=\frac{80000}{4000}m/s=20m/s$,故A正确.
B、根据牛顿第二定律得:F-f=ma,解得牵引力为:F=f+ma=4000+2000×2N=8000N,则匀加速直线运动的末速度为:v=$\frac{P}{F}=\frac{80000}{8000}m/s=10m/s$,则匀加速运动的时间为:$t=\frac{v}{a}=\frac{10}{2}s=5s$,启动后2s末的速度为:v′=at′=2×2m/s=4m/s,则实际功率为:P′=Fv′=8000×4W=32kW,故BC正确.
D、若汽车以恒定功率启动,速度为5m/s时,牵引力为:F=$\frac{P}{v}=\frac{80000}{5}N=16000N$,则加速度为:a=$\frac{F-f}{m}=\frac{16000-4000}{2000}m/{s}^{2}=6m/{s}^{2}$,故D正确.
故选:ABCD.

点评 解决本题的关键会通过汽车受力情况判断其运动情况,知道汽车在平直路面上行驶时,当牵引力与阻力相等时,速度最大.

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