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核心提示汽车的启动有两种情况一种情况:汽车以恒定的加速度启动(即启动时的牵引力恒定)由v'=at知,加速度a恒定,汽车做匀加速直线运动(对应图中的ob段),速度v’不断增大;由p'=fv'知,随着速度v'的不断增大,功率p'也不断增大,当速度v’增

汽车的启动有两种情况

一种情况:汽车以恒定的加速度启动(即启动时的牵引力恒定)

由v'=at知,加速度a恒定,汽车做匀加速直线运动(对应图中的ob段),速度v’不断增大;

由p'=fv'知,随着速度v'的不断增大,功率p'也不断增大,当速度v’增加到一定值时,汽车发动机的功率达到额定功率p(对应图中的b点);

由f'-f=ma‘知,汽车继续做加速运动,加速度a'=(f'-f)/m,速度v'继续增大;

再由p=f’v’知,随着速度v'增大,额定功率p不变,则汽车的牵引力f'不断减小;

讨论f'-f=ma’,随着牵引力f'不断减小,摩擦力f不变,则汽车的加速度a‘不断减小(对应图中的bc段);

某时刻,汽车的加速度a'变为零(对应图中的c点),即f-f=0,p=fv,此时汽车的牵引力等于汽车受到的摩擦阻力,汽车以速度v做匀速直线运动。

一种情况:汽车以恒定功率启动

由f’-f=ma'知,汽车作加速运动,速度v'不断的增大;

由p=f’v'知,随着速度v'增大,功率p不变,则牵引力f'变小;

讨论f-f=ma',随着牵引力f‘变小,摩擦力f不变,则加速度a'变小;

所以在一段时间以内,汽车做加速度a'变小的加速运动,知道加速度a'变为零;

由f-f=0知,加速度为零时,牵引力f=摩擦力f;

由p=fv知,此后,汽车做匀速直线运动。

(1)当汽车速度为15m/s时的加速度;

从图中可知,汽车速度为15m/s时,汽车的功率恒定,为额定功率,

由p=f'v,可得汽车此时的牵引力f'=p/v=60kw

/

15m/s=4000n

(汽车此时的加速度由

f'-f=ma

知,a=

(f'-f)/m,需要求到汽车所受的摩擦力)

刚才已经分析,汽车最后做匀速直线运动时,汽车受到的牵引力等于摩擦力。

从图可知,汽车最后做匀速直线运动的速度v=20m/s,

由p=fv=fv知,f=p/v=60kw

/

20m/s=3000n

所以

a=

(f'-f)/m=(4000n-3000n)÷

3000kg=

1/3m/s^2

(2)汽车做匀加速直线运动的时间.

汽车在速度为12m/s是的牵引力由p=fv知,f=p/v=60kw

/

12m/s=5000n

汽车做匀加速直线运动的加速度由f'-f=ma

知,

a=

(f'-f)/m=(5000n-3000n)÷3000kg=2/3m/s^2

汽车做匀加速直线运动的时间由v=at知,t=v/a=12m/s÷2/3m/s^2

=18s

该题应这样分析:汽车由静止起匀加速此时牵引力恒定F=ma+f=6400N,匀加速达到的速度还未是最大,V1=P/F=60000/6400=9.375m/s,到达该速度后因功率不继,牵引力是逐渐变小减加速运动,匀加速运动维持时间是V1=at t=9.375/0.6=15.625s;之后车的牵引力随速度增大而减小(减加速运动),直至牵引力等于阻力,此时速度最大在作匀速运动是速度最大,Vm=P/F=P/f=60000/4000=15m/s。而在减加速运动速度由9.375m/s达到15m/s的时间远比匀加速时间长,也就是算上前段时间大于25s(t=Vm/a=15/0.6=25s),因些20s时汽车不可能只能作匀速运动此时还在加速,不过是加速度逐渐减小吧了。

该题应这样分析:汽车由静止起匀加速此时牵引力恒定F=ma+f=6400N,匀加速达到的速度还未是最大,1、Vm=P/F=P/f=60000/4000=15m/s;

2'、到达该速度后因功率不继,牵引力是逐渐变小减加速运动,匀加速的最大速度V1=P/F=60000/6400=9.375m/s,维持时间t=V1/a=9.375/0.6=15.625s;

3、10s此时匀加速运动,V=at=0.6×10=6m/s,瞬时功率P=FV=6400N×6m/s=38400w=38.4kw;15.625s后车的牵引力随速度增大而减小(减加速运动),以额定功率行驶,即20s的瞬时功率609kw

 
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