质量为m的汽车在平直公路上行驶,阻力F保持不变.当它以速度v、加速度a加速前进时,发动机的实际功率正好等于额定功率,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作.(1)汽车的加速

问题描述:

质量为m的汽车在平直公路上行驶,阻力F保持不变.当它以速度v、加速度a加速前进时,发动机的实际功率正好等于额定功率,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作.
(1)汽车的加速度和速度将如何变化?说出理由. 
(2)如果公路足够长,汽车最后的速度是多大?

(1)当达到额定功率之后,由F-F=ma,P=Fv可知,加速度不为零,速度继续增大,牵引力减小,加速度将逐渐减小,当牵引力等于阻力时,速度达到最大,此后做匀速运动;
(2)根据F-F=ma,P=Fv解得:P=(ma+F)v,
当牵引力等于阻力时,速度达到最大,此后做匀速运动,速度vm=

P
F
=
(ma+F)v
F

答:(1)汽车的加速度逐渐减小,速度先增大后不变,理由:当达到额定功率之后,加速度不为零,速度继续增大,而功率不变,所以牵引力减小,根据牛顿第二定律可知加速度减小. 
(2)如果公路足够长,汽车最后的速度是
(ma+F)v
F