Question

【題目】高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個(gè)圖象．現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)MD﹣2000家用汽車的加速性能進(jìn)行研究，如圖所示為汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)三次曝光的照片，圖中的標(biāo)尺單位為米，照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為1.0s．已知該汽車的質(zhì)量為2000kg，額定功率為72kW，汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力始終為1600N．

（1）求該汽車加速度的大�。�

（2）若汽車由靜止以此加速度開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持多長(zhǎng)時(shí)間？

（3）求汽車所能達(dá)到的最大速度．

Answer 1

【答案】（1）1.0 m/s2（2）20 s（3）45 m/s

【解析】

試題（1）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出汽車的加速度大�。�

（2）根據(jù)牛頓第二定律求出勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力，結(jié)合功率得出勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度，再結(jié)合速度時(shí)間公式求出勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

（3）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，根據(jù)阻力的大小得出牽引力的大小，從而根據(jù)P=Fv求出最大速度的大�。�

解：（1）汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，△x=x2﹣x1=a△T2

a==m/s2="1.0" m/s2．

（2）做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車所受合力為恒力，由牛頓第二定律得：F﹣Ff=ma，

所以F=ma+Ff="3600" N，

隨著速度的增大，汽車的輸出功率增大，當(dāng)達(dá)到額定功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)的過程結(jié)束，

由P=Fv得

v1==m/s="20" m/s，

由勻加速運(yùn)動(dòng)公式v=at得：t=="20" s．

（3）當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)，有F′=Ff="1600" N．

由P=F′v，得v==m/s="45" m/s．

答：（1）汽車的加速度大小為1.0m/s2；

（2）勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最多能保持20s；

（3）汽車所能達(dá)到的最大速度為45m/s．