Question

在水平直線馬路上，質(zhì)量為1.0×l0³ kg的汽車，發(fā)動機的額定功率為6.0×l0⁴ W，汽車開始由靜止以a=1m/s²的加速度做勻加速運動，運動中所受摩擦阻力大小恒為2000N，當汽車達到額定功率后，保持功率不變，重力加速度g取10m/s²．求：
（1）汽車做勻加速運動的時間t_l；
（2）汽車所能達到的最大速率；
（3）若汽車由靜止到發(fā)生位移x=1000m前已達到最大速率，則汽車發(fā)生該1000m位移需要多少時間？

Answer 1

（1）根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-F_f=ma．
設(shè)勻加速的末速度為v，則有：P=Fv
v=at₁
代入數(shù)值，聯(lián)立解得勻加速的時間t₁=20s．
（2）當達到最大速度v_m時，有：P=F_fv_m
解得汽車的最大速度v_m=30m/s．
（3）汽車做勻加速運動的位移x1=

1

2

at12=200m
在后一階段牽引力對汽車做正功，阻力做負功，根據(jù)動能定理有：
Pt2-Ffx2=

1

2

mvm2-

1

2

mv2
又有x₂=x-x₁
代入數(shù)值，聯(lián)立解得：t₂=30.8s．
所以汽車總的運動時間t=t₁+t₂=50.8s
答：（1）汽車做勻加速運動的時間為20s．
（2）汽車所能達到的最大速率為30m/s．
（3）汽車發(fā)生該1000m位移需要50.8s．