Question

跪求 高中物理题 机械能

汽车发动机的额定功率为60kw，汽车质量为5000kg，汽车在水平公路行驶时受到的阻力是车重的0.1倍，求:(1)汽车以恒定的额定功率从静止开始运动，当速度达到5m/s时汽车的加速度多大?汽车能达到的最大行驶速度是多少?(2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s^2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间?4s末的功率是多大?第4s内的平均功率多大?

Answer 1

解：（1）由功率公式 P = F * V 得：当速度达到5m/s时，发动机的牵引力为12000N。同时汽车受到的阻力 f = 0.1 * 5000 * 10 = 5000N，所以加速度为 ( 12000 - 5000 ) / 5000 = 1.2m/s^2。
当汽车达到最大速度时，牵引力与阻力相等，F' = f = 5000N，故最大速度为 V = P / F' = 12m/s。

（2）当以0.5m/s^2的加速度做匀加速运动时，需要的牵引力为 F1 = a * m + f = 7500N。保持这一牵引力，发动机能达到的最大速度为 V1 = P / F1 = 8m/s，所以维持时间为 t1 = V1 / a = 16s。
4s末汽车速度为2m/s，功率为 P1 = F1 * 2 = 15000w；4s内的平均速度为 ( 1.5 + 2 ) / 2 = 1.75m/s，平均功率为 P2 = F1 * 1.75 = 13125w。

Answer 2

1、汽车阻力为;f=0.1×mg=5000N
当速度5m/s时：P=FV……（1）得F1＝12000N
汽车加速度为：a＝（F－f）／m＝1．4m／s2
汽车速度最大时F＝f＝5000N由（1）式得Vm＝12m/s
2、汽车以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，牵引力恒定由（F－f）＝ma得：F2＝7500N随着速度增加，汽车功率变大，当汽车达到额定功率时：由（1）式得：V1＝8m／s
由V＝at（2）得t＝16s
4s末速度由（2）得V2＝2m／s
4s末功率P1＝F2V2＝7500×4＝30000W
4s内平均功率P2＝W／t＝F2S／t＝F2× at2／t＝7500×0．5×0．5×42／4＝7500W