汽车的质量为m=4.0×103kg、额定功率为P=60kW,运动中阻力大小恒为重力的0.05倍.以F0=6.0×103N的牵引力让汽车在水平路面上从静止开始出发(g取10m/s2),求: (1)汽车所能达到的最大速度;
问题描述:
汽车的质量为m=4.0×103kg、额定功率为P=60kW,运动中阻力大小恒为重力的0.05倍.以F0=6.0×103N的牵引力让汽车在水平路面上从静止开始出发(g取10m/s2),求:
(1)汽车所能达到的最大速度;
(2)汽车能保持匀加速运动的最长时间;
(3)在匀加速运动的过程中发动机做的功.
答
汽车在恒定牵引力作用下是先做匀加速运动,而后做加速度逐渐减小的变加速运动,达到最大速度后做匀速直线运动.
(1)Ff=kmg=0.05×4.0×103×10N=2.0×103N
汽车行驶到最大速度时,牵引力和阻力大小相等
解得最大速度:vm=
=P F
=P Ff
m/s=30m/s6.0×104
2.0×103
(2)匀加速过程的最大速度vm0=
=10m/sP F0
加速度a=
=1m/s2
F0−Ff
m
匀加速的时间t=
=10svm0 a
(3)匀加速过程的运动位移s=
at2=50m1 2
应用动能定理:WF−Ffs=
m1 2
v
2m0
求得:WF=3.0×105J
答:(1)汽车行驶的最大速度为30m/s;(2)匀加速运动的时间为10s;(3)发动机所做的功为3.0×105J