问题 问答题

一辆质量为5×103kg的汽车,额定功率为60kW,现让汽车保持60kW的功率从水平路面上由静止开始运动,运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍,(g=10m/s2)求:

(1)启动后0.5s内牵引力做的功;

(2)汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度;

(3)汽车的速度为10m/s时的加速度;

(4)汽车行驶过程中能达到的最大速度;

(5)若汽车以2m/s2启动,汽车匀加速运动的时间为多长?

答案

(1)由于汽车以额定功率启动,

所以0.5s内牵引力做的功为 W=Pt=60000×0.5J=30000J,

(2)设此时汽车的牵引力为F,由牛顿第二定律得

  F-f=ma,

所以F=ma+f=5000×1+50000×0.1=10000N,

由P=Fv可得

  v=

P
F
=
60000
10000
m/s=6m/s,

(3)设此时汽车的牵引力为F′,

由P=F′v可得

  F′=

P
v
=
60000
10
N=6000N,

所以加速度为 a=

F′-f
m
=
6000-5000
5000
m/s2=0.2m/s2

(4)当牵引力和阻力相等时,汽车达到最大速度,

由 P=FV=fVm

   Vm=

P
f
=
60000
5000
m/s=12m/s,

(5)若汽车以2m/s2的加速度匀加速运动,

由牛顿第二定律可得,

  F-f=ma,

所以 F=ma+f=5000×2+5000=15000N,

当功率达到最大时,就是汽车匀加速运动的最后的时刻,

由P=Fv得,

  v=

P
F
=
60000
15000
=4m/s,

所以汽车匀加速运动的时间t=

v
a
=
4
2
s=2s,

答:(1)启动后0.5s内牵引力做的功是30000J;

(2)汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度是6m/s;

(3)汽车的速度为10m/s时的加速度是0.2m/s2

(4)汽车行驶过程中能达到的最大速度是12m/s;

(5)若汽车以2m/s2启动,汽车匀加速运动的时间是2s.

单项选择题
名词解释