Question

一輛汽車(chē)的質(zhì)量為4×10³kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為6×10⁴W，汽車(chē)在水平公路上行駛的最大速度可達(dá)15m/s.如果汽車(chē)從靜止開(kāi)始以0.5m/s²的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且阻力保持不變.求：
（1）汽車(chē)所受阻力的大小；
（2）10s末汽車(chē)的瞬時(shí)功率；
（3）汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最長(zhǎng)時(shí)間.

Answer 1

（1）汽車(chē)以最大速度行駛時(shí)，加速度為零，說(shuō)明此時(shí)牽引力F_μ等于阻力F，根據(jù)P=Fv，有F_μ=.
（2）汽車(chē)10s末的速率v₁=at₁=0.5×10m/s=5m/s，根據(jù)牛頓第二定律，牽引力F₁-F_μ=ma，則F₁=ma+F_μ=4×10³×0.5N+4×10³N=6×10³N，故瞬時(shí)功率P₁=F₁v₁=6×10³×5W=3×10⁴W<6×10⁴W.
（3）汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力恒定，當(dāng)瞬時(shí)功率隨速度增至額定功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束.設(shè)這段時(shí)間為t，則F-F_μ=ma，有F=F_μ+ma=6×10³N，勻加速過(guò)程汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度，故汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最長(zhǎng)時(shí)間.
【試題分析】