题目内容
5．一种氢气燃料的汽车，质量为m=2.0×103kg，发动机的额定功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍．若汽车从静止开始匀加速运动，加速度的大小为a=1.0m/s2，达到额定功率后，汽车保持功率不变又加速行驶800m，此时获得最大速度vm=40m/s．然后匀速行驶．取g=10m/s2，试求：（1）汽车匀加速运动阶段结束时的速度；
（2）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率；
（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．
分析 （1）由牛顿第二定律可求得匀加速运动时的牵引力，匀加速启动阶段结束时功率达额定功率，由功率公式P=Fv可求得匀加速结束时的速度；
（2）当速度为5m/s时，判断汽车的运动状态，再求汽车牵引力的瞬时功率．
（3）汽车行驶的总时间分为匀加速直线运动和变加速的时间，根据速度公式求匀加速运动的时间，从而求得总时间．
解答 解：（1）设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为v1，
由牛顿第二定律有 F-f=ma
得 F=4×103N
由P额=Fv1，得：v1=$\frac{{P}_{额}}{F}$=$\frac{80×1{0}^{3}}{4×1{0}^{3}}$m/s=20m/s；
（2）当速度为5m/s时，汽车正在匀加速，汽车牵引力的瞬时功率为 P=Fv2=4×103×5W=2×104W
（3）匀加速阶段的时间为：t1=$\frac{{v}_{1}}{a}$=$\frac{20}{1}$s=20s，
汽车实际功率达到额定功率后到速度达到最大的过程，由动能定理得：
Pt2-0.1mgs=$\frac{1}{2}$mvm2-$\frac{1}{2}$mv12
得：t2=35s
所以汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为：t=t1+t2=55s
答：
（1）汽车匀加速运动阶段结束时的速度是20m/s；
（2）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率是2×104W；
（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间是55s．
点评 本题考查了汽车启动的匀加速启动问题，关键要理清汽车的运动过程和相关的临界条件，明确汽车经过了匀加速、变加速后最后再匀速．匀加速结束的条件是功率达到额定功率，变加速结束的条件是牵引力等于阻力．
练习册系列答案
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15．
把一石块从h高山崖上以30°倾角斜向上抛出，抛出时初速度为V0，则石块落地时速度的大小与哪些有关（ ）
把一石块从h高山崖上以30°倾角斜向上抛出，抛出时初速度为V0，则石块落地时速度的大小与哪些有关（ ）| A． | 石块的质量 | B． | 石块的初速度 | ||
| C． | 石块初速度的仰角 | D． | 石块抛出时的高度 |
16．
如图物体从倾角θ为的斜面顶端以v0平抛，从抛出到离斜面最远所用的时间为t1，沿斜面位移为s1，从离斜面最远到落到斜面所用时间为t2，沿斜面位移为s2，则（ ）
如图物体从倾角θ为的斜面顶端以v0平抛，从抛出到离斜面最远所用的时间为t1，沿斜面位移为s1，从离斜面最远到落到斜面所用时间为t2，沿斜面位移为s2，则（ ）| A． | t1=t2 | B． | t1＜t2 | C． | s1=s2 | D． | s1＜s2 |
10．汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg．已知汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍，g=10m/s2，则汽车能在路面上能达到的最大速度是（ ）
| A． | 10 m/s | B． | 15 m/s | C． | 18 m/s | D． | 12 m/s |
14．关于下列四幅图的说法，正确的是（ ）
| A． | 甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为α射线 | |
| B． | 乙图中，用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发现原来闭合的验电器指针张开，此时锌板和验电器均带负电 | |
| C． | 丙图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型 | |
| D． | 丁图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应所释放的能量 |
15．关于机械波，下列说法正确的是（ ）
| A． | 机械波在传播过程中能传递能量 | |
| B． | 机械波能在真空中传播 | |
| C． | 机械波在传播过程中能产生干涉、衍射现象 | |
| D． | 机械波的频率由波源决定 |