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:
小题1:刹车过程中的制动力至少多大?
小题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)
小题1:5×104N
小题2:370.2m
(1)在反应时间内驾驶员匀速运动的距离为:s0=v0t0="16m" (1分)
若车在标志杆前停止运动,由运动学公式可得:≤s-s0(1分)
可求得:a≥50m/s2(1分)
由牛顿第二运动定律可得:F制=ma≥5×104N (1分)
(2)在平路行驶时获得的最大速度时,汽车匀速运动由: (1分)
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总(1分)
可求得:v2=5m/s(1分)
由动能定理可得: (2分)
解得:s="370.2m" (1分)