分析 (1)当汽车速度达到最大时,物体作匀速直线运动,根据平衡条件可知牵引力等于摩擦力,根据公式P=Fv可以求出最大速度;
(2)当速度为7m/s时,根据公式P=Fv,求出牵引力,再根据公式P=Fv求牵引力的瞬时功率;
(3)根据汽车的运动状态,得到牵引力,再由牛顿第二定律求出加速度;
(4)先求出匀加速时间,再运用动能定理求出功率达到额定功率后的运动时间,从而得到总时间.
解答 解:(1)设汽车的最大行驶速度为vm.汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,速度达到最大,即有:F=f
根据题意知,阻力为:f=0.1mg=2000N
再根据公式 P=Fv得:vm=$\frac{P}{f}$=$\frac{8×1{0}^{4}}{2000}$=40m/s;
即汽车的最大行驶速度为40m/s
(2)汽车做匀加速运动时,由牛顿第二定律得:
F0-f=ma
解得牵引力为:F0=ma+f=4×103N
匀加速运动的末速度为:v0=$\frac{P}{{F}_{0}}$=20m/s>v1=7m/s
所以当速度为7m/s时,汽车牵引力的瞬时功率为:P1=F0v1=2.8×104W=28kW
(3)当汽车的速度为32m/s时已达到额定功率P,由P=F2v2得:
F2=$\frac{P}{{v}_{2}}$=$\frac{8×1{0}^{4}}{32}$=2.5×103N
故为:a2=$\frac{{F}_{2}-f}{m}$=0.25m/s2
(4)由a1t1=v0,得汽车匀加速运动的时间为:t1=20s
汽车实际功率达到额定功率后到速度达到最大的过程,由动能定理WF+Wf=△Ek,即得:
Pt2-0.1mgs2=$\frac{1}{2}$mvm2-$\frac{1}{2}$mv02
得:t2=35s
所以汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为:t=t1+t2=55s
答:(1)汽车的最大行驶速度是40m/s;
(2)当速度为7m/s时,汽车牵引力的瞬时功率是28kW;
(3)当汽车的速度为32m/s时的加速度是0.25m/s2;
(4)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间是55s.
点评 本题考查了汽车启动的匀加速启动方式,关键要理清汽车的运动过程和相关的临界条件,明确汽车经过了匀加速、变加速后最后再匀速.匀加速结束的条件是功率达到额定功率,变加速结束的条件是牵引力等于阻力.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 扩散现象是由物质分子的不规则运动产生的 | |
B. | 温度升高,物体所有分子运动速率增大 | |
C. | 多晶体是各向同性的 | |
D. | 第二类永动机违反能量守恒定律 | |
E. | 绝对零度不可达到 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{\sqrt{GM}}{r}$ | B. | $\sqrt{\frac{r}{GM}}$ | C. | r$\sqrt{\frac{r}{GM}}$ | D. | $\sqrt{\frac{GM}{r}}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 2.5 atm | B. | 2.0 atm | C. | 1.5 atm | D. | 1.0 atm |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 氡的半衰期为3.8天,10000个氡原子核经过3.8天后剩下5000个没有发生衰变 | |
B. | 发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构 | |
C. | 比结合能越大,原子核中核子结合的越牢固,原子核越稳定 | |
D. | 氢原子的核外电子,在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中,放出光子,电子动能增加,原子的电势能增加 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 水速大时,路程长,时间长 | B. | 水速大时,路程长,时间短 | ||
C. | 水速大时,路程长,时间不变 | D. | 路程、时间与水速无关 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 动能为$\frac{1}{2}$mv02+mgH | B. | 动能为$\frac{1}{2}$mv02+mgh | ||
C. | 重力势能为mgH-mgh | D. | 重力势能为$\frac{1}{2}$mv02+mg(H-h) |
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