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9.一辆汽车质量为1×103kg,最大功率为2×104W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103N,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数$\frac{1}{v}$的关系如图所示.下列判断正确的是(  )
A.汽车先做匀速运动,再做加速运动
B.汽车的最大速度大小为20m/s
C.整个过程中汽车的最大加速度为2m/s2
D.汽车速度为10m/s时发动机的功率为20kW

分析 汽车先做匀加速直线运动,然后做变加速直线运动,最后做匀速运动,结合功率和匀速运动时的牵引力求出最大速度.匀加速直线运动时的加速度最大,结合牛顿第二定律求出最大加速度.

解答 解:A、由图线可知,汽车开始牵引力不变,做匀加速直线运动,当速度达到v1时,图线的斜率不变,即功率不变,做变加速直线运动,速度达到v2后,做匀速运动,故A错误.
B、图线的斜率等于发动机的功率,即P=2×104W,此时牵引力F=1000N,则最大速度${v}_{m}=\frac{P}{F}=\frac{20000}{1000}m/s=20m/s$,故B正确.
C、当牵引力等于阻力时,速度最大,可知f=1000N,则最大加速度am=$\frac{{F}_{m}-f}{m}=\frac{3000-1000}{1000}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$,故C正确.
D、汽车匀加速直线运动的末速度${v}_{1}=\frac{P}{{F}_{m}}=\frac{20000}{3000}m/s=\frac{20}{3}m/s$,可知速度为10m/s时处于变加速直线运动,功率等于最大功率,即P=20kW,故D正确.
故选:BCD.

点评 解决本题的关键能够通过图线分析出汽车的运动规律,知道汽车功率与牵引力的关系,当加速度为零时,速度达到最大.知道图线的斜率表示功率.

练习册系列答案
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(1)磁感应强度B1和B2的大小;
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