问题 问答题

汽车发动机的额定功率为60kw,汽车质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,试问:

(1)汽车保持额定功率从静止启动后的加速过程中,加速度的大小如何变化?当汽车速度达6m/s时,其加速度为多大?起动后汽车能达到的最大速度是多少?

(2)汽车从静止开始保持加速度a=0.5m/s2运动,汽车获得的牵引力多大?这一过程中汽车的功率如何变化?该过程能维持多长时间?

答案

(1)根据P=Fv知,速度增大,功率不变,则牵引力减小,根据a=

F-f
m
知加速度减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动.

当汽车速度为6m/s时,牵引力F=

P
v
=
60000
6
N=10000N.

则加速度a=

F-f
m
=
10000-0.1×50000
5000
m/s2=1m/s2

当牵引力等于阻力时,速度达到最大.则P=Fv=fvm

vm=

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

(2)当加速度为a=0.5m/s2运动,根据牛顿第二定律得,F-f=ma,

得F=f+ma=5000+5000×0.5N=7500N.

由于牵引力不变,速度增大,根据P=Fv知,汽车的功率增大.

匀加速直线运动的最大速度:vm1=

P
F
=
60000
7500
m/s=8m/s.

则匀加速直线运动的时间:t=

vm1
a
=
8
0.5
s=16s.

答:(1)汽车保持额定功率从静止启动后的加速过程中,加速度的逐渐减小,当汽车速度达6m/s时,其加速度为1m/s2.起动后汽车能达到的最大速度是12m/s.

(2)汽车从静止开始保持加速度a=0.5m/s2运动,汽车获得的牵引力为7500N.这一过程中汽车的功率逐渐增大.匀加速直线运动维持16s.

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