14.一輛質(zhì)量為1.0×103kg的汽車(chē),其額定功率為P0=6.0×104W,若汽車(chē)在平直公路上,從靜止開(kāi)始做加速度大小為2.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)汽車(chē)功率達(dá)到額定功率后,汽車(chē)以額定功率又運(yùn)行時(shí)間60s,汽車(chē)速度達(dá)到最大,而后汽車(chē)以最大速度勻速運(yùn)動(dòng).已知汽車(chē)在該公路上受到得阻力為車(chē)重的0.2倍,g取10m/s2,求:
(1)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)汽車(chē)從靜止啟動(dòng)到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移.

分析 (1)汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),實(shí)際功率不斷增大,當(dāng)汽車(chē)實(shí)際功率等于額定功率時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束,之后汽車(chē)的功率一定,由P=Fv知速度再增大,牽引力要減小,汽車(chē)開(kāi)始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律求出勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)的牽引力.由P=Fv求出勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度,再由v=at求勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的位移由位移時(shí)間公式求解.對(duì)于變加速運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理求位移,從而求得汽車(chē)從靜止啟動(dòng)到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移.

解答 解:(1)由題可得汽車(chē)受到的阻力為:
f=0.2mg=2.0×103N
設(shè)汽車(chē)由靜止啟動(dòng)后,勻加速過(guò)程中汽車(chē)的牽引力為F1,當(dāng)汽車(chē)的功率達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v1,用時(shí)為t1,根據(jù)牛頓第二定律得:
F1-f=ma
又 P0=F1v1
v1=at1
聯(lián)立解得:v1=15m/s,t1=7.5s
(2)汽車(chē)勻加速行駛的位移為:x1=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×7.{5}^{2}$=56.25m
當(dāng)汽車(chē)的牽引力等于阻力時(shí),汽車(chē)的速度達(dá)到最大vm,即有:
F2=f
P0=F2vm
可得:vm=30m/s
汽車(chē)從勻加速結(jié)束到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得:
P0t-fx2=$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
解得:x2=1631.25m
所以汽車(chē)從靜止啟動(dòng)到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移為:
x=x1+x2=1687.5m.
答:(1)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是7.5s;
(2)汽車(chē)從靜止啟動(dòng)到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總位移是1687.5m.

點(diǎn)評(píng) 本題是機(jī)車(chē)的啟動(dòng)問(wèn)題,要知道功率與牽引力、速度的關(guān)系,明確加速度為零時(shí),速度最大.分析清楚汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況是關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間斥力大于引力
B.有一瓶幾乎喝完的純凈水,檸緊瓶蓋后發(fā)現(xiàn)還剩余少量水,穩(wěn)定后再緩慢擠壓塑料瓶,則瓶?jī)?nèi)水蒸汽的壓強(qiáng)保待不變
C.若單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)減少,分子動(dòng)能增加,氣體的壓強(qiáng)可能不變
D.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間的引力和斥力同時(shí)減小,分子動(dòng)能一定增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性
B.隨著溫度的升高,放射性元素的半衰期會(huì)變短
C.α射線、β射線、γ射線都是高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子流
D.β射線是放射性元素的核外電子射出形成的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

2.如圖,粗糙直軌道AB長(zhǎng)s=1.6m,與水平方向的夾角θ=37°;曲線軌道BC光滑且足夠長(zhǎng),它們?cè)贐處光滑連接.一質(zhì)量m=0.2kg的小環(huán)靜止在A點(diǎn),在平行于斜面向上的恒定拉力F的作用下,經(jīng)過(guò)t=0.8s運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),然后撤去拉力F.小環(huán)與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)拉力F的大;
(2)小環(huán)沿BC軌道上升的最大高度h.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.如圖1所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈A中通以圖2中所示的交變電流,t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示).則線圈B在t1~t2時(shí)間內(nèi)( 。
A.有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)
B.有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
C.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)
D.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.如圖所示,繞過(guò)光滑釘子O的細(xì)繩,兩端分別拴有A、B兩個(gè)小球,A球的質(zhì)量是B球的2倍.現(xiàn)將兩球從距地面高度為h處由靜止釋放.若細(xì)繩足夠長(zhǎng),細(xì)繩的質(zhì)量、空氣的阻力均不計(jì).則B球上升到距地面的最大高度為(  )
A.hB.$\frac{4}{3}$hC.$\frac{7}{3}$hD.$\frac{8}{3}$h

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.以下說(shuō)法正確的是( 。
A.發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)電流、電壓為有效值
B.電容器的擊穿電壓為所加交變電壓的平均值
C.交流電壓表所示電壓值為瞬時(shí)值
D.保險(xiǎn)絲的熔斷電流值為有效值

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.下列關(guān)于物理學(xué)家及其成就的說(shuō)法中正確的有(  )
A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律
B.開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律
C.卡文迪許測(cè)出了引力常量的數(shù)值
D.卡文迪許發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.下列關(guān)于動(dòng)量的說(shuō)法中不正確的是( 。
A.同一物體的動(dòng)量越大,則它的速度越大.
B.動(dòng)量相同的物體,速度方向一定相同.
C.質(zhì)量和速率相同的物體,其動(dòng)量一定相同.
D.一個(gè)物體動(dòng)量改變,則其速率不一定改變.

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同步練習(xí)冊(cè)答案