额定功率为80kw,质量为2.0t的汽车,在平直公路上沿直线行驶.在汽车的速度υ<10m/s时,汽车受到的阻力保持不变,

问题描述:

额定功率为80kw,质量为2.0t的汽车,在平直公路上沿直线行驶.在汽车的速度υ<10m/s时,汽车受到的阻力保持不变,当υ≥10m/s时,阻力与速度成正比f=kυ=200υ(N).问:
(1)汽车的最大行驶速度多大?
(2)如果汽车的速度为10m/s时,发动机的功率为额定功率,此时的加速度为多大?
(3)如果速度达到10m/s以前,汽车做匀加速直线运动,达到10m/s后保持发动机功率为额定功率,那么汽车做匀加速运动的时间多长?
1个回答 分类:物理 2014-09-26

问题解答:

我来补答
(1)汽车以最大速度行驶时,发动机功率一定是额定功率,而且此时汽车的运动一定是匀速直线运动.设最大速度为υm,汽车牵引力F=
P
v,
阻力f=kυm,匀速运动时有
F=f     或
P
v=kυm
所以    υm=

P
v=20m/s
(2)加速度由牛顿第二定律求出
a=
F−f
m①
υ=10m/s时的牵引力和阻力分别是:
F=
P
v   ②f=kυ③
由①②③式得出
a=

P
v−kv
m=3m/s2
(3)在速度达到10m/s以前,阻力保持不变,匀加速直线 运动就意味着牵引力不变而功率增大,而功率的最大值应是额定功率,因此匀加速直线运动的时间有一限度t0.由前述分析可知,v=10m/s时,a=3m/s2,此为匀加速直线运动的末速度和加速度,因此      t0=
v
a=3.3(s)
答:(1)汽车的最大行驶速度为20m/s
(2)如果汽车的速度为10m/s时,发动机的功率为额定功率,此时的加速度为3m/s2
(3)如果速度达到10m/s以前,汽车做匀加速直线运动,达到10m/s后保持发动机功率为额定功率,那么汽车做匀加速运动的时间为3.3s
 
 
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