汽车发动机的额定功率为P=60kW,若其总质量为m=5t,在水平路面上行驶时,所受的阻力恒为f=5.0×103N,求:
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解题思路:(1)当牵引力与阻力相等时,汽车的速度最大,根据额定功率和牵引力的大小求出最大速度.

(2)根据求出牛顿第二定律求出牵引力的大小,结合2s末的速度,求出发动机的瞬时功率.

(3)根据动能定理求解从达到最大功率到达到最大速度时间,进而求解汽车从开始到达到最大速度共用时间.

(1)当汽车速度最大时,牵引力等于阻力,F=f

vm=[P/f]=

60×103

5.0×103=12m/s

(2)根据牛顿第二定律得:F-f=ma

解得:F=f+ma=5×103+2.5×103N=7.5×103N.

由P=Fv知匀加速的末速度为v1=[P/F]=

6.0×103

7.5×103m/s=8m/s

由v=at知

t1=

v1

a=[8/0.5]s=16s

(3)设从达到最大功率到达到最大速度时间为t2,这段时间内,根据动能定理得:

Pt2-fx=[1/2m

v2m]-[1/2m

v21]

解得:t2=25s,故汽车从开始到达到最大速度共用时间为t=t1+t2=25s+16s=41s.

答:(1)汽车所能达到的最大速度vm=12m/s;

(2)若汽车以a=0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,该过程能维持16s.

(3)若从达到最大功率到达到最大速度汽车行驶了260m,则求汽车从开始到达到最大速度共用了41s.

点评:

本题考点: 动能定理;功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 解决本题的关键会根据汽车的受力情况判断运动情况.知道在水平面上行驶当牵引力等于阻力时,速度最大.