分析 (1)汽车先做匀加速直线运动,当功率达到额定功率,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零,速度达到最大,做匀速直线运动.根据P=Fv出牵引力,根据牛顿第二定律求出加速度.
(2)根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动过程中的牵引力,再根据P=Fv求出匀加速直线运动的末速度,从而得出匀加速直线运动的时间.根据W=Fx求解做功.
解答 解;(1)当F牵=f时,由最大速度
${v_{max}}=\frac{P_0}{f}=\frac{{80×{{10}^3}}}{{2.0×{{10}^3}}}m/s=40m/s$
当v=5m/s时,汽车牵引力为F,
$F=\frac{P_0}{v}=\frac{{80×{{10}^3}}}{5}N=1.6×{10^4}N$
加速度大小为$a=\frac{F-f}{m}=\frac{{1.6×{{10}^4}-2.0×{{10}^3}}}{{2.0×{{10}^3}}}m/{s^2}=7m/{s^2}$
(2)当${a_1}=1m/{s^2}$时,
汽车牵引力为${F_1}=m{a_1}+f=2.0×{10^3}×1+2.0×{10^3}N=4.0×{10^3}N$
当功率到达额定功率时,汽车速度为${v_1}=\frac{P_0}{F_1}=\frac{{80×{{10}^3}}}{{4.0×{{10}^3}}}m/s=20m/s$,
所用时间为$t=\frac{v_1}{a_1}=\frac{20}{1}s=20s$
汽车的位移为$x=\frac{1}{2}{a_1}{t_1}^2=\frac{1}{2}×1×400m=200m$
汽车做功为:$W={F_1}x=4.0×{10^3}×200J=8.0×{10^5}J$
答:(1)若汽车以额定功率启动,则汽车所能达到的最大速度是40m/s;当速度为5m/s时,其加速度是7m/s2.
(2)若汽车以恒定加速度1m/s2启动,则这一过程能维持20s,当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功为8.0×105J.
点评 解决本题的关键会根据汽车的受力判断其运动情况,汽车汽车先做匀加速直线运动,当功率达到额定功率,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速减小到零,速度达到最大,做匀速直线运动.
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 位移的大小可能大于10m | B. | 加速度的大小可能大于10m/s2 | ||
C. | 位移的大小可能小于2.5m | D. | 加速度的大小可能小于4m/s2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | x=4m处质点具有负向最大加速度 | B. | x=2m处质点具有负向最大速度 | ||
C. | x=0处质点一定有正向最大加速度 | D. | x=6m处质点通过的路程为20cm |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光,其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最长 | |
B. | 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小,电势能增大 | |
C. | 能发生光电效应的光有三种 | |
D. | 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物体与水平面间的动摩擦因数为0.12 | |
B. | 合外力对物体所做的功约为-40J | |
C. | 物体匀速运动时的速度为2m/s | |
D. | 物体运动的时间为0.4s |
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