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1、选择题 汽车在平直公路上以速度V0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0。t1时刻,汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动。设汽车所受阻力不变,下面关于汽车的牵引力F、速度v在这个过程中随时间t变化的图象正确的是
[?]
A.
B.
C.
D.
参考答案:AD
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 汽车发动机的额定功率为60kw,汽车质量为5t,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,试问:
(1)汽车保持额定功率从静止启动后的加速过程中,加速度的大小如何变化?当汽车速度达6m/s时,其加速度为多大?起动后汽车能达到的最大速度是多少?
(2)汽车从静止开始保持加速度a=0.5m/s2运动,汽车获得的牵引力多大?这一过程中汽车的功率如何变化?该过程能维持多长时间?
参考答案:(1)根据P=Fv知,速度增大,功率不变,则牵引力减小,根据a=F-fm知加速度减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动.
当汽车速度为6m/s时,牵引力F=Pv=600006N=10000N.
则加速度a=F-fm=10000-0.1×500005000m/s2=1m/s2.
当牵引力等于阻力时,速度达到最大.则P=Fv=fvm
则vm=Pf=600005000m/s=12m/s.
(2)当加速度为a=0.5m/s2运动,根据牛顿第二定律得,F-f=ma,
得F=f+ma=5000+5000×0.5N=7500N.
由于牵引力不变,速度增大,根据P=Fv知,汽车的功率增大.
匀加速直线运动的最大速度:vm1=PF=600007500m/s=8m/s.
则匀加速直线运动的时间:t=vm1a=80.5s=16s.
答:(1)汽车保持额定功率从静止启动后的加速过程中,加速度的逐渐减小,当汽车速度达6m/s时,其加速度为1m/s2.起动后汽车能达到的最大速度是12m/s.
(2)汽车从静止开始保持加速度a=0.5m/s2运动,汽车获得的牵引力为7500N.这一过程中汽车的功率逐渐增大.匀加速直线运动维 持16s.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 汽车的质量为4×103 kg,额定功率为30 kW。运动中阻力大小恒为车重的0.1倍,汽车在水平路面上从静止开始以8×103 N的牵引力出发(g取10 m/s2). 求:
(1)汽车所能达到的最大速度vm.
(2)汽车能保持匀加速运动的最长时间tm.
(3)汽车加速度为0.6 m/s2时的速度v.
(4)在匀加速运动的过程中发动机做的功W
参考答案:解:
(1)汽车在水平路面上匀速行驶时,此时达到最大速度,汽车的功率达到额定功率P额,则有F牵=F阻,P额= F牵vm=F阻vm,所以
,代入数据得vm=7.5 m/s;
(2)当汽车以恒定的牵引力启动,即以加速度a匀加速启动,根据牛顿第二定律可得:F牵-F阻=ma,又由v=at知汽车的速度不断增加,所以可得:汽车的输出功率将不断增大,当P出= P额时,汽车功率不再增加,此时汽车的匀加速运动将结束,速度为vt,则有P额=F牵vt=F牵atm,
,
代入数据解得tm=3.75 s.
(3)汽车的加速度为0.6 m/s2时的牵引力F"=F阻+ma", 代入数据可解得F"=6.4×103 N <8×103 N
说明匀加速运动过程已经结束,此时汽车的功率为P额,所以由P额=F牵v可得

(4)汽车在匀加速运动过程中,发动机做的功,也就是牵引力所做的功为:
W=F牵sm=
代入数据可得W=5.6×104 J.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 铁路提速,要解决许多技术问题。通常列车阻力与速度平方成正比,即Ff =kv2.列车要跑得快,必须用大功率的机车来牵引。试计算列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时,机车功率大小的比值为?。
参考答案:27:1
本题解析:略
本题难度:简单
5、选择题 一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行驶,经过一段时间t,前进了距离x,此时恰好达到其最大速度vmax.设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作,汽车所受的阻力恒定为F,则在这段时间里,发动机所做的功为(? )
A.Fvmaxt
B.Pt
C.
D.
参考答案:ABC
本题解析:汽车在恒定功率作用下做变牵引力的加速运动,所以发动机做功为变力做功.
根据P=W/t,可求出W=Pt,
而P=Fvmax,所以W=Fvmax·t
根据能量守恒:
所以
本题难度:一般