D.汽车的最大速度为30 m/s
解析:选BCD.由v-t图象知汽车在前5 s内的加速度a==2 m/s2,由牛顿第二定律得,前5 s内汽车的牵引力F=kmg+ma=0.1×2×103×10 N+2×103×2 N=6×103 N,故B正确,A错误;又5 s末达到额定功率P=Fv5=6×103×10 W=6×104 W=60 kW,则最大速度vmax== m/s=30 m/s,故C、D正确.
二、非选择题
11.如图所示,质量为2 kg的物体在大小为24 N、沿斜面向上的力F作用下,由静止开始沿光滑斜面体向上运动,斜面的倾角为30°,斜面足够长(g取10 m/s2)求:
(1)5 s内拉力对物体做功的功率;
(2)5 s末拉力对物体做功的功率;
(3)5 s末物体克服重力做功的功率.
解析:物体在斜面上运动的加速度大小a== m/s2=7 m/s2,
5 s内发生的位移s=at2=×7×52 m=87.5 m,
5 s末物体的速度vt=at=35 m/s,
5 s内拉力做的功
W=F·s=24×87.5 J=2 100 J,
5 s内拉力做功的功率P==420 W,
5 s末拉力做功的功率P5=F·vt=24×35 W=840 W,
5 s末物体克服重力做功的功率
P′=mgvtsin 30°=20×35× W=350 W.
答案:(1)420 W (2)840 W (3)350 W
12.表中列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答下列问题:
长/mm×宽/mm×高/mm 4 871×1 835×1 460 净重/kg 1 500 传动系统 前轮驱动5挡变速 发动机形式 直列4缸 发动机排量/L 2.2 最高时速/km·h-1 252 0~108 km/h的加速时间/s 20 额定功率/kW 140 (1)如图所示为轿车中用于改变车速的排挡.手推变速杆到达不同挡位,可获得不同的运行速度,从1~5逐挡增大速度,R是倒车挡.试问轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至哪一挡?并说明理由.
(2)该车以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力为多大?
(3)如果把0~108 km/h的加速过程看做匀加速直线运动,则此过程中汽车的加速度为多大?