汽车发动机的额定功率为30KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,(1)汽车在路面上能达到的最大速度(2)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间(3)当汽车速度为10m/s时的加速度?
问题描述:
汽车发动机的额定功率为30KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,
(1)汽车在路面上能达到的最大速度
(2)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间
(3)当汽车速度为10m/s时的加速度?
答
知识点:解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系,知道牵引力等于阻力时速度最大,当功率达到额定功率时,匀加速运动结束.
(1)当汽车的牵引力与阻力相等时,速度最大.根据P=fvm知,最大速度为:vm=
=P f
m/s=15m/s.30000 2000
(2)根据牛顿第二定律得:F-f=ma,
解得牵引力为:F=f+ma=2000+2000×1N=4000N,
根据P=Fv得,匀加速运动的末速度为:v=
=P F
m/s=7.5m/s,30000 4000
则匀加速运动的时间为:t=
=v a
s=7.5s.7.5 1
(3)当汽车速度为10m/s时,牵引力为:F=
=P v
N=3000N,30000 10
根据牛顿第二定律得:a=
=F−f m
=0.5m/s2.3000−2000 2000
答:(1)汽车在路面上能达到的最大速度为15m/s;
(2)这一过程维持的时间为7.5s;
(3)汽车速度为10m/s时的加速度为0.5m/s2.
答案解析:(1)当牵引力等于阻力时,汽车的速度最大,根据P=Fv=fv求出最大速度.
(2)根据牛顿第二定律求出牵引力的大小,根据P=Fv求出匀加速运动的末速度,结合速度时间公式求出匀加速运动的时间.
(3)根据P=Fv求出汽车速度为10m/s时的牵引力,根据牛顿第二定律求出加速度.
考试点:功率、平均功率和瞬时功率.
知识点:解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系,知道牵引力等于阻力时速度最大,当功率达到额定功率时,匀加速运动结束.