額定功率為80kW、質(zhì)量為2噸的汽車,在某平直的公路上行駛時所受的阻力恒為4000N,若汽車保持額定功率由靜止開始行駛,則其最大速度為
20
20
m/s,當汽車速度是10m/s時,其瞬時加速度為
2
2
m/s2,10s內(nèi)發(fā)動機做的功為
8×105
8×105
J.
分析:汽車以額定功率在水平公路上行駛,受到的阻力為一定值,當牽引力等于阻力時,汽車達到最大速度.從而由額定功率與速度的比值得出牽引力大小,再由牛頓第二定律可求出加速度.10s內(nèi)發(fā)動機做的功等于功率乘以時間.
解答:解:當阻力等于牽引力時,汽車達到最大速度為v=
P
F
=
P
f
=
80000
4000
m/s=20m/s

當汽車速度是10m/s時,F(xiàn)=
P
v
=
80000
10
=8000N

根據(jù)牛頓第二定律得:
a=
F-f
m
=
8000-4000
2000
=2m/s2

10s內(nèi)發(fā)動機做的功W=Pt=80000×10J=8×105J
故答案為:20;2;8×105
點評:本題將功率公式與牛頓第二定律綜合應(yīng)用,當加速度為零時,牽引力與阻力相等.即使加速度變化,也可以由牛頓第二定律來表達出速度與加速度的關(guān)系.注意汽車有兩種啟動,一是加速度恒定,則功率在不斷增加,二是功率恒定,則加速度不斷變化.
練習冊系列答案
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(1)汽車所受的恒定阻力;
(2)3s末汽車的瞬時功率;
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32 m/s
32 m/s
;當車的速度為20m/s時的加速度為
0.75 m/s2
0.75 m/s2

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額定功率為80kW的汽車,在平直的公路上行駛的最大速度為20m/s,汽車的質(zhì)量為2.0t.若汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為2m/s2,運動過程中阻力不變,則:
(1)汽車受到的恒定阻力是多大?
(2)3s末汽車的瞬時功率是多大?
(3)勻加速直線運動的時間是多長?
(4)在勻加速直線運動中,汽車牽引力做的功是多少?

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