代入数据得υm=30m/s。
(2) 汽车匀加速行驶时,动力学方程为F-0.05mg=ma┄┄③
汽车的瞬时功率为P=Fυ┄┄④
汽车的瞬时速度为υ=at┄┄⑤
要求瞬时功率小于或等于额定功率P≤Pm┄┄⑥
代入数据得t≤30s┄┄⑦.
拓展 有些同学计算匀加速运动可维持的时间时,用汽车在水平路面上的最大速度除以加加速度,得到时间为60s,这种做法是认为汽车可以一直以匀加速达到最大速度,显然是错误的。在用公式P=Fυ时,必须结合具体的物理过程作细致的分析,应弄清是什么物理量保持恒定,例如在匀加速运动中,是牵引力F保持恒定;而在达到额定功率后,是汽车的功率保持恒定。本题中汽车的速度-时间图象如图所示,图中υ1=at=15m/s。
例2 如图 所示,倾角为300 ,长度为10m的光滑斜面,一质量为1.2kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑,求物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是多少?整个过程中重力做功的平均功率是多少?(g=10m/s2)
解析 物体下滑时做匀加速直线运动,受力情况如图所示,由牛顿第二定律F=ma得物体的加速度
下滑到底端的速度,
此时重力的瞬时功率
物体下滑过程中重力做的总功
物体下滑的时间
重力做功的平均功率
评注 对功率的计算,瞬时功率只能应用计算,平均功率可用=
计算,当力做功时,平均功率也可用=F。另外,应注意力F与