(2011•武昌区模拟)一辆汽车质量为m=1×103kg,在水平路面上由静止开始先作匀加速直线运动,达到汽车的额定功率后
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解题思路:由图线分析可知:图线AB牵引力F不变,阻力f不变,汽车由静止开始做匀加速直线运动;图线BC的斜率表示汽车的功率P,P不变,达到额定功率后,则汽车所受牵引力逐渐减小做加速度减小的变加速直线运动,直至达最大速度20m/s;此后汽车作匀速直线运动.根据运动学基本公式及动能定理即可求解.

(1)由图象可得,当最大速度v2=20m/s时,牵引力为Fmin=1000N

故恒定阻力f=Fmin=1000N

额定功率P=Fminv2=20kW

(2)匀加速运动的末速度 v1=

P

F(由图象知F=2000 N)

代入数据解得v1=10m/s

匀加速直线运动的加速度a=

F−f

m=

2000−1000

1000m/s2=1m/s2

(3)汽车在速度达到10m/s之前,一直做匀加速直线运动

故匀加速运动的时间为t1=

v1

a=10s

匀加速运动的距离s1=

1

2at2=50m

之后做变加速直线运动,故变加速运动的时间为t2=t-t1=10s

变加速运动的距离为s2,由动能定理:Pt2−fs2=

1

2m

v22−

1

2m

v21

代入得 s2=50m

故汽车在前20s内行驶的距离s=s1+s2=100m

答:(1)汽车的额定功率P为20kW;

(2)汽车做匀加速直线运动时的加速度a为1m/s2

(3)汽车前20s内行驶的距离s为50m.

点评:

本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系;功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 本题主要考查了同学们根据图象分析汽车运动情况的能力,要求同学们能从图象中读取有效信息,并能结合动能定理、运动学基本公式解题,难度适中.