分析 (1)當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度最大,根據(jù)P=Fv=fv求出最大速度.根據(jù)P=Fv求出速度為5m/s時(shí)的牽引力,通過(guò)牛頓第二定律求出加速度的大。
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力的大小,從而根據(jù)P=Fv求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)維持的時(shí)間.根據(jù)位移公式求出位移,再由動(dòng)能定理求解牽引力做的功.
解答 解:(1)汽車以額定功率啟動(dòng),當(dāng)a=0時(shí),v達(dá)到最大值vm.此時(shí)牽引力與阻力大小相等,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.
當(dāng)速度為5m/s時(shí),牽引力為 F=$\frac{P}{v}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{5}$N=1.2×104N.
則加速度為 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)設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的最大為v′,由P=Fv′,F(xiàn)-f=ma′得,P=(f+ma)v′
則 v′=$\frac{P}{f+ma}$=$\frac{6×1{0}^{4}}{5×1{0}^{3}+5×1{0}^{3}×0.5}$m/s=8m/s.
勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t=$\frac{v′}{a′}$=$\frac{8}{0.5}$s=16s.
勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移為 x=$\frac{v′}{2}t$=$\frac{8}{2}×16$m=64m
根據(jù)動(dòng)能定理得:W-fx=$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$
則知發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為 W=fx+$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$=5×103×64+$\frac{1}{2}×5×1{0}^{3}×{8}^{2}$=4.8×105J
答:
(1)汽車能達(dá)到的最大速度為12m/s,當(dāng)汽車速度達(dá)到5m/s時(shí),其加速度是1.4m/s2.
(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng),則這一過(guò)程能維持16s.這個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做了4.8×105J的功.
點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道功率與牽引力、速度的關(guān)系,知道牽引力等于阻力時(shí),速度最大.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移大小和路程一定相等 | |
B. | 質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),某段時(shí)間內(nèi)位移的大小一定小于路程? | |
C. | 兩個(gè)位移相同的質(zhì)點(diǎn),它們所通過(guò)的路程一定相等 | |
D. | 兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)相同的路程,它們的位移大小一定相等 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 兔子和烏龜是同時(shí)同地出發(fā) | |
B. | 兔子和烏龜在比賽途中相遇過(guò)兩次 | |
C. | 烏龜做的是勻速直線運(yùn)動(dòng),兔子是沿著折線跑的 | |
D. | 兔子先通過(guò)預(yù)定位移到達(dá)終點(diǎn)X3位置 |
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