Question

一種氫氣燃料的汽車，質量為m=2.0×10³kg，發動機的額定功率為80kW，行駛在平直公路上時所受阻力恒為車重0.1倍．若汽車從靜止開始勻加速運動，加速度的大小為   a=1.0m/s²，取g=10m/s²，則：
（1）汽車在勻加速階段的運動時間為

20

s；
（2）整個過程中，汽車的最大行駛速度為

40

m/s．

Answer 1

分析：這題考的知識點是汽車的兩種啟動方式，恒定加速度啟動和恒定功率啟動．本題屬于恒定加速度啟動方式，由于牽引力不變，根據p=Fv可知隨著汽車速度的增加，汽車的實際功率在增加，此過程汽車做勻加速運動，當實際功率達到額定功率時，功率不能增加了，要想增加速度，就必須減小牽引力，當牽引力減小到等于阻力時，加速度等于零，速度達到最大值．

解答：解：（1）根據牛頓第二定律得：
F-f=ma
F=ma+f=4000N
勻加速運動的最大速度為：v=

P額

F

=

80000

4000

=20m/s
t=

△v

a

=

20-0

1

=20s
（2）當阻力等于牽引力時，汽車達到最大速度為v_m=

P額

f

=

80000

2000

=40m/s
故答案為：20；40

點評：本題考查的是機車啟動的兩種方式，即恒定加速度啟動和恒定功率啟動．要求同學們能對兩種啟動方式進行動態分析，能畫出動態過程的方框圖，公式p=Fv，p指實際功率，F表示牽引力，v表示瞬時速度．當牽引力等于阻力時，機車達到最大速度