(3)瞬时加速度的求法,据F=求出牵引力,则加速度a=.
例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW,质量为10 t,设阻力恒定,且为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:
(1)若汽车以不变的额定功率从静止启动,汽车的加速度如何变化?
(2)当汽车的加速度为2 m/s2时,速度为多大?
(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小.
答案 (1)见解析 (2) m/s (3)10 m/s
解析 (1)汽车以不变的额定功率从静止启动,v变大,由P=Fv知,牵引力F减小,根据牛顿第二定律F-Ff=ma知,汽车的加速度逐渐减小.
(2)由F-Ff=ma1①
P=Fv1②
联立①②代入数据得:v1= m/s
(3)当汽车速度达到最大时,a2=0,F2=Ff,P=P额,故
vmax== m/s=10 m/s.
【考点】机车启动问题的分析
【题点】机车水平启动问题
例3 汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5 t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,g取10 m/s2.
(1)汽车保持额定功率不变从静止启动后:
①汽车所能达到的最大速度是多大?②当汽车的速度为6 m/s时加速度为多大?
(2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
答案 (1)①12 m/s ②1 m/s2 (2)16 s
解析 汽车运动中所受的阻力
Ff=0.1mg=0.1×5×103×10 N=5×103 N
(1)汽车保持额定功率启动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大.
①此时汽车的牵引力F1=Ff=5×103 N