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?
(1)根据P=Fv知,速度增大,功率不变,则牵引力减小,根据a=
知加速度减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动.F-f m
当汽车速度为6m/s时,牵引力F=
=P v
N=10000N.60000 6
则加速度a=
=F-f m
m/s2=1m/s2.10000-0.1×50000 5000
当牵引力等于阻力时,速度达到最大.则P=Fv=fvm
则vm=
=P f
m/s=12m/s.60000 5000
(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
m/s=8m/s.60000 7500
则匀加速直线运动的时间:t=
=vm1 a
s=16s.8 0.5
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.