一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2.达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶.试求:
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率;
(4)当汽车的速度为32m/s时的加速度.

◎ 答案

(1)汽车到达最大行驶速度时,牵引力和阻力相等,所以
vm=
p
f
=
80×103
0.1×2.0×103×10
=40m/s

(2)设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为v1
由牛顿第二定律得 F-f=ma,可得 F=4×103N,
由p=Fv1,可得  v1=
80×103
103
=20m/s

(3)当速度为5m/s时,小于匀加速运动的最大的速度,此时处于匀加速阶段,
所以牵引力的瞬时功率为:p=Fv=4×103×5kw=20kW,
(4)当速度为32m/s时,大于匀加速运动的最大的速度,此时处于恒定功率启动阶段,设牵引力为F′,加速度为a′,
由 F′=
P
v
=
80×103
32
N=2.5×103N,
由  F′-f=ma′,
得a′=0.25m/s2
答:(1)汽车的最大行驶速度是40m/s;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度是20m/s;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率是20kW;
(4)当汽车的速度为32m/s时的加速度0.25m/s2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍.若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【平均功率和瞬时功率的区别】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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