(3)由于速度v1=4 m/s<v′,因此汽车仍处于匀加速运动阶段,故加速度
a1=a=5 m/s2,
功率:P1=Fv1=(f+ma)v1=(0.1×5×103×10+5×103×0.5)×4W=3×104 W=30kW.
(4)由于速度v2=10 m/s>v′,且v2<v1,因此汽车做变加速运动,其功率P2=Pm=60 kW.
由P2=F2v2得牵引力.
加速度.
【总结升华:】当汽车加速度为零时,速度增至最大,此时所受合力为零;当汽车功率还没有达到额定功率时,汽车维持匀加速运动,实际功率随速度增大而增大;当汽车实际功率达到额定功率以后,随着速度的增大,汽车牵引力不断减小,汽车做变加速运动,直到最终匀速运动.
举一反三
【变式1】一质量为4.0103kg的汽车从静止开始以加速度a = 0.5m/s2做匀加速直线运动,其发动机的额定功率P = 60kW,汽车所受阻力为车重的0.1倍,g = 10m/s2,求:
(1)启动后2s末发动机的输出功率
(2)匀加速直线运动所能维持的时间
(3)汽车所能达到的最大速度
【答案】(1)6000W;(2)20s;(3)15m/s
【变式2】汽车发动机的额定功率60千瓦,汽车的质量5吨,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍。问:
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
解析:(1)
(2)汽车以恒定的加速度起动:
结论:以恒定加速度起动、到速度达到最大值,经历两个过程,匀加速直线运动和变加速直线运动,维持匀加速直线运动到输出功率等于额定功率时: