质量m=1.0×104 kg的汽车,在平直路面上行驶时,其发动机的功率和所受的阻力都不变.已知汽车速度v1=5.0 m/s时,其加速度a1=0.75 m/s2;速度v2=10.0 m/s时,其加速度a2=0.25 m/s2.求:
(1)汽车发动机的功率P;
(2)汽车可能达到的最大速率vmax。
质量m=1.0×104 kg的汽车,在平直路面上行驶时,其发动机的功率和所受的阻力都不变.已知汽车速度v1=5.0 m/s时,其加速度a1=0.75 m/s2;速度v2=10.0 m/s时,其加速度a2=0.25 m/s2.求:
(1)汽车发动机的功率P;
(2)汽车可能达到的最大速率vmax。
(1)(2)
【解析】 (1)(6分)设汽车发动机功率为P,汽车所受阻力为Fμ,当汽车的速度为v1、v2时,汽车的牵引力相应为F1、F2.由牛顿第二定律,有
F1-Fμ=ma1,
F2-Fμ=ma2.
由P=Fv,有
F1=,F2=
.
将以上各式联立解得
Fμ=2.5×103 N,P=5.0×104 W.
(2)(4 分)当汽车牵引力减小至与阻力相等时,汽车达到最大速率.设此时牵引力为F′,则有vmax=,F′=Fμ
解得 vmax=20m/s.