质量为1.0×10 3 kg 的汽车,沿倾角为30°的斜坡由静止开始运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为

质量为1.0×10 3 kg 的汽车,沿倾角为30°的斜坡由静止开始运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000 N ,汽车发动机的额定输出功率为5.6×10 4 W ,开始时以 A =1 m / s 2 的加速度做匀加速运动( g =10 m / s 2 )。求:⑴ 汽车做匀加速运动的时间 t 1 ;⑵汽车所能达到的最大速率;⑶若斜坡长143.5 m ,且认为汽车达到坡顶之前,已达到最大速率,则汽车从坡底到坡顶需多少时间?

(1) (2) (3)22 s


试题分析:(1)根据牛顿第二定律有:    (2分)
设匀加速的末速度为 ,则有    (1分)
      (1分)
代入数值,联立解得:匀加速的时间为    (2分)
(2)当达到最大速度 时,有:    (2分)
解得:汽车的最大速度为   (2分)
(3)汽车匀加速运动的位移为   (2分)
在后一阶段牵引力对汽车做正功,重力和阻力做负功,根据动能定理有:
 
又有
代入数值,联立求解得: t 2 =15 s 。 
所以汽车总的运动时间为: t 1 = t 1 + t 2 =22 s
点评:要知道汽车启动的运动过程性质和一些物理量的变化.对于变加速运动时间的求解,运动学公式已经不适应呢,我们可以考虑动能定理.
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