分析 (1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据P=Fv=fv求出最大速度.根据P=Fv求出速度为5m/s时的牵引力,通过牛顿第二定律求出加速度的大小.
(2)根据牛顿第二定律求出牵引力的大小,从而根据P=Fv求出匀加速直线运动的末速度,结合速度时间公式求出匀加速直线运动维持的时间.根据位移公式求出位移,再由动能定理求解牵引力做的功.
解答 解:(1)汽车以额定功率启动,当a=0时,v达到最大值vm.此时牵引力与阻力大小相等,即有F=f.
由P=Fvm,得 vm=$\frac{P}{f}$=$\frac{P}{0.1mg}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{0.1×5×1{0}^{3}×10}$m/s=12m/s.
当速度为5m/s时,牵引力为 F=$\frac{P}{v}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{5}$N=1.2×104N.
则加速度为 a=$\frac{F-f}{m}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}-0.1×5×1{0}^{3}×10}{5×1{0}^{3}}$m/s2=1.4m/s2.
(2)设匀加速运动的最大为v′,由P=Fv′,F-f=ma′得,P=(f+ma)v′
则 v′=$\frac{P}{f+ma}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{5×1{0}^{3}+5×1{0}^{3}×0.5}$m/s=8m/s.
匀加速直线运动的时间为 t=$\frac{v′}{a′}$=$\frac{8}{0.5}$s=16s.
匀加速直线运动的位移为 x=$\frac{v′}{2}t$=$\frac{8}{2}×16$m=64m
根据动能定理得:W-fx=$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$
则知发动机的牵引力做功为 W=fx+$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$=5×103×64+$\frac{1}{2}×5×1{0}^{3}×{8}^{2}$=4.8×105J
答:
(1)汽车能达到的最大速度为12m/s,当汽车速度达到5m/s时,其加速度是1.4m/s2.
(2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动,则这一过程能维持16s.这个过程中发动机的牵引力做了4.8×105J的功.
点评 解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系,知道牵引力等于阻力时,速度最大.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 质点做单向直线运动时,其位移大小和路程一定相等 | |
B. | 质点做曲线运动时,某段时间内位移的大小一定小于路程? | |
C. | 两个位移相同的质点,它们所通过的路程一定相等 | |
D. | 两个质点通过相同的路程,它们的位移大小一定相等 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 兔子和乌龟是同时同地出发 | |
B. | 兔子和乌龟在比赛途中相遇过两次 | |
C. | 乌龟做的是匀速直线运动,兔子是沿着折线跑的 | |
D. | 兔子先通过预定位移到达终点X3位置 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com