一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的

发布时间:2020-08-13 15:08:01

一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2.达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶.试求:
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)当汽车的速度为32m/s时的加速度;
(3)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间.

网友回答

解:(1)汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,即
F=f
根据题意
f=2000N
再根据公式?
P=Fv
可以求出汽车的最大行驶速度vm==40m/s;
即汽车的最大行驶速度为40m/s.
(2)当汽车的速度为32m/s时,根据公式P=Fv,牵引力
F=
由牛顿第二定律得:F-f=ma
解得
a==0.25m/s2
即当汽车的速度为32m/s时的加速度为0.25m/s2.
(3)汽车匀加速的末速度设为v,匀加速最后时刻,功率达到额度功率,对于匀加速过程,根据牛顿第二定律,有
-f=ma
代入数据解得
v=20m/s
汽车从静止到匀加速启动阶段结束所用时间t1==20s
达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,这一过程阻力不变,对这一过程运用动能定理:
pt2-fs=mvm2-mv2
解得t2=22.5s
总时间t=t1+t2=42.5s
即汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为42.5s.
解析分析:(1)当汽车速度达到最大时,物体作匀速直线运动,根据平衡条件可知牵引力等于摩擦力,根据公式P=Fv可以求出速度;
(2)根据公式P=Fv,求出牵引力,根据牛顿第二定律求出加速度;
(3)先求出匀加速时间,再求出恒定功率运动过程的时间,匀加速的最后时刻,功率达到额定功率.

点评:汽车匀加速启动,功率p=Fv,当功率达到额定功率时,功率不能再增大,变为恒定功率启动,当牵引力减小到等于摩擦力时,汽车改为匀速运动!
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