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汽车两种启动方式分析.doc
汽车两种启动方式分析 姓名_____
正确分析汽车启动问题,关键抓住三点:
正确分析物理过程。
抓住两个基本公式:
(1)功率公式:,其中P是汽车的功率,F是汽车的牵引力,v是汽车的速度。
(2)牛顿第二定律:,如图1所示。
正确分析启动过程中P、F、f、v、a的变化抓住不变量、变化量及变化关系。下面通过例题就两类问题作详细分析。
一、汽车以恒定功率启动
例1 质量为2000kg的汽车在水平公路上行使,阻力是车重的0.1倍,汽车的额定功率为80kW,若汽车以恒定功率从静止开始启动,求
(1)汽车启动后能达到的最大速度?
(2)当汽车速度为10m/s时,汽车的加速度多大?
二、汽车以恒定的加速度启动
例2 额定功率为80kW的汽车,在平直的公路上行使,行使的最大速度为20m/s,汽车的质量m=2000kg ,若汽车从静止开始作匀加速直线运动,加速度,运动过程中阻力不变。求
(1)汽车所受的阻力有多大?
(2)匀加速运动的时间多长?
(3)3s末汽车的瞬时功率多大?
练习:一列火车总质量m=500 t,机车发动机的额定功率P=6×105 W,在轨道上行驶时,轨道对列车的阻力F阻是车重的0.01倍,g取10 m/s2,求:
(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度;(2)在水平轨道上,发动机以额定功率P工作, 当行驶速度为v1=1 m/s和v2=10 m/s时,列车的瞬时加速度a1、a2各是多少;
(3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时,发动机的实际功率P′;(4)若火车从静止开始,保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程维持的最长时间.【解析】 (1)列车以额定功率工作时,当牵引力等于阻力,F=F阻=kmg时列车的加速度为零,速度达最大vm
则:vm====12 m/s.
(2)当vvm时列车加速运动,当v=v1=1 m/s时
F1==6×105 N
据牛顿第二定律得:a1==1.1 m/s2
当v=v2=10 m/s时,F2==6×104 N
据牛顿第二定律得:a2==0.02 m/s2.
(3)当v=36 km/h=10 m/s时,列车匀速运动,则发动机的实际功率P′=F阻v=5×105 W.
(4)据牛顿第二定律得牵引力F′=F阻+ma=3×105 N
在此过程中,速度增大,发动机功率增大.当功率为额定功率时速度大小为v′m,即v′m==2 m/s
据v′m=at,得t==4 s.
【答案】 (1)12 m/s (2)1.1 m/s2 0.02 m/s2
(3)5×105 W (4)4 s
2
图1
F
f
N
mg
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