额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2t,如果汽车从静止开始做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,运动过程中阻力不变

额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2t,如果汽车从静止开始做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,运动过程中阻力不变

题型:不详难度:来源:
额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶时最大速率可达20m/s,汽车质量为2t,如果汽车从静止开始做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,运动过程中阻力不变,求:
①汽车所受阻力多大?
②汽车做匀加速运动的过程可以维持多长时间?
③汽车做匀加速直线运动过程中,汽车发动机做了多少功?
答案
(1)已知汽车的额定功率Pe=80KW,在公路上行驶时的最大速度vmax=20m/s,由汽车牵引力等于阻力时,汽车的速度最大,根据P=Fv=fv可得:
汽车所受阻力f=
Pe
vmax
=
80×103
20
N
=4×103N
(2)根据牛顿第二定律知,F-f=ma
得汽车以a=2m/s2加速运动时的牵引力F=f+ma=4×103+2×103×2N=8×103N
再根据P=Fv可得汽车做匀加速运动的最大速度vmax′=
Pe
F
=
80×103
8×103
m/s
=10m/s
根据匀加速运动的速度时间关系得汽车做匀加速运动的时间t=
vmax
a
=
10
2
s=5s

汽车做匀加速运动的位移为:x=
1
2
at2=
1
2
×2×52m
=25m
(3)在汽车匀加速运动25m的过程中汽车的速度由0增加到10m/s,根据动能定理有:
WF+Wf=
1
2
mv2-0

代入数据可得:WF=2×105J
答:①汽车所受阻力为4×103N;
②汽车做匀加速运动的过程可以维持5s
③汽车做匀加速直线运动过程中,汽车发动机做了2×105J的功.
举一反三
以v0=3米/秒的初速度、a=-0.4米/秒2的加速度运动着的物体,如果在某1秒内通过40厘米位移,在这1秒之前物体已运动了______秒.
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五辆汽车每隔一定时间,以同一加速度,从车站沿同一笔直公路出发,当最后一辆汽车起动时,第一辆车已离站320米,此时,第三辆车和第四辆车的距离是______.
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以初速为v0,加速度为a作匀加速直线运动的物体,若要使它的速度增加到初速度的n倍,则物体经过的位移为(  )
A.
v02
2a
(n2-1)
B.
v02
2a
C.
v02
2a
(n-1)
D.
v02
2a
(n-1)2
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质量m=0.60kg的篮球从距地板H=0.80m高处由静止释放,与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h=0.45m,从释放到弹跳至h高处经历的时间t=1.1s.忽略空气阻力,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)篮球下落的时间;
(2)篮球与地板接触时间;
(3)篮球与地板接触过程的平均加速度.
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物体由静止开始做加速度为 1m/s2的匀加速直线运动,4s后加速度的大小改为0.5m/s2方向仍与原来相同,
(1)在图中作出它在 8s内的V-t图象;
(2)求物体在这8秒内通过的位移;
(3)求物体在8秒末的速度.魔方格
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