液化石油燃气汽车简称LPG汽车,该燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上,碳氢化合物排放减少70%以上,氮氧化合物排放减少35%以上,是目前较为实用的低排放汽车.如下图所示为一辆燃

问题描述:

液化石油燃气汽车简称LPG汽车,该燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上,碳氢化合物排放减少70%以上,氮氧化合物排放减少35%以上,是目前较为实用的低排放汽车.如下图所示为一辆燃气车,为检验刹车功能,进行了如下实验:在路旁可以竖起一标志杆,车以v0=72km/h的速度匀速行驶,当车头距标志杆s=20m时,实验室工作人员向司机下达停车的指令,司机经时间t0=0.8s(即反应时间)后开始刹车,若车在标志杆前停止运动则符合安全要求,已知车与驾驶员总质量为M=1000kg,g=10m/s2.求:
(1)刹车过程中的制动力至少多大?
(2)现把该车改装为双动力系统,在平路行驶时,只采用燃气动力驱动,发动机的额定功率为15kw,能获得的最大速度为v1=15m/s.当车驶上路面情况相同倾角为37°足够长的斜坡时,采用电力与燃气双动力系统发动机的总功率为34kw,保持该功率不变,经过20s达到最大速度,求t=45s时车沿斜面运动的路程.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)v0=72km/s=20m/s,故在反应时间内驾驶员匀速运动的距离为:s0=v0t0=20×0.8m=16m 
若车在标志杆前停止运动,由运动学公式可得:

v02
2a
≤s-s0
可求得:a≥50m/s2 
由牛顿第二运动定律可得:F=ma≥5×104N  
(2)在平路行驶时获得的最大速度时,汽车匀速运动由:μMg=
P
v1

当汽车保持总功率不变,在斜坡上运动,达到最大速度时由:(μMgcosθ+Mgsinθ)v2=P
代入数据得:v2=5m/s
对于在斜面上运动的全过程,由动能定理可得:Pt−μMgscosθ−Mgssinθ=
1
2
Mv22

代入数据得:s=370.2m 
答;(1)刹车过程中的制动力至少5×104N;
(2)t=45s时车沿斜面运动的路程370.2m