如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为m=5×103kg的汽车,正以vl=10m/s的速度向右匀速行驶,汽车前方水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的0~t图象如图乙所示,在t=20s时汽车到达C点,运动过程中汽车发动机的输出功率P=5×104W,且保持不变,假设汽车在AB和BC路段上运动时所受的阻力不同但都各自恒定,汽车可看成质点,求:
(1)汽车在AB、BC路段上所受的阻力和;
(2)BC路段的长度x。
(1)汽车在AB、BC路段上所受的阻力和;
(2)BC路段的长度x。
更新时间:2017-04-30 22:39:27
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适中
(0.65)
【推荐1】新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽车。新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代。下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字:
“将近6米的超长车身设计,使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了6平方米左右。极富流线型的整车造型,隐藏式的轮毂设计,纤细的摄像头式后视镜,使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身,整车质量仅700千克,这一轻量化设计使整车能耗极低。”
(1)设上述新能源汽车采用混合动力设计,发动机最大输出功率为30kW,在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速;
(2)为进一步测试这种汽车的性能,该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶,通过计算机采集实验数据,绘出了汽车牵引力F与车速倒数v-1间的关系图线ABC,如图2所示,线段AB平行于横轴,线段BC延长线过坐标原点。请根据图线ABC判断汽车做什么运动,并求B点时发动机的输出功率;
(3)已知太阳辐射的总功率P0 = 4×1026W,太阳到地球的距离r = 1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前,制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓,其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析,这种汽车只采用纯太阳能驱动,且能保持最大输出功率30kW不变的可行性。
“将近6米的超长车身设计,使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了6平方米左右。极富流线型的整车造型,隐藏式的轮毂设计,纤细的摄像头式后视镜,使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身,整车质量仅700千克,这一轻量化设计使整车能耗极低。”
(1)设上述新能源汽车采用混合动力设计,发动机最大输出功率为30kW,在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速;
(2)为进一步测试这种汽车的性能,该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶,通过计算机采集实验数据,绘出了汽车牵引力F与车速倒数v-1间的关系图线ABC,如图2所示,线段AB平行于横轴,线段BC延长线过坐标原点。请根据图线ABC判断汽车做什么运动,并求B点时发动机的输出功率;
(3)已知太阳辐射的总功率P0 = 4×1026W,太阳到地球的距离r = 1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前,制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓,其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析,这种汽车只采用纯太阳能驱动,且能保持最大输出功率30kW不变的可行性。
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【推荐2】汽车发动机的额定功率P=60kW,若其总质量为m=5t,在水平路面上行驶时,所受阻力恒为。
(1)若汽车启动时保持额定功率不变,求:
①汽车所能达到的最大速度;
②汽车加速度为时,速度大小v;
③当汽车速度是时,加速度大小a、
(2)若汽车以恒定加速度做匀加速启动,求匀加速运动持续的时间t。
(1)若汽车启动时保持额定功率不变,求:
①汽车所能达到的最大速度;
②汽车加速度为时,速度大小v;
③当汽车速度是时,加速度大小a、
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名校
【推荐1】高铁在高速行驶过程中会受到较大的阻力,假设其阻力大小与行驶速率成正比,即,其中k是与列车参数相关的比例系数。根据该条件完成下列计算。(注意:在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。)
(1)某型号的列车在以100m/s匀速行驶的情况下耗电功率约为,那么当该列车以50m/s匀速行驶时,耗电功率约为多少?
(2)另一质量为500t列车以额定功率从60m/s加速至100m/s后开始匀速行驶,此加速过程耗时10min,那么:
①求该列车对应的比例系数k;
②求该过程中列车克服阻力做的功W;
③该列车现在关闭动力,在轨道上仅受阻力从100m/s减速至80m/s,求此过程列车行驶的距离x。
(1)某型号的列车在以100m/s匀速行驶的情况下耗电功率约为,那么当该列车以50m/s匀速行驶时,耗电功率约为多少?
(2)另一质量为500t列车以额定功率从60m/s加速至100m/s后开始匀速行驶,此加速过程耗时10min,那么:
①求该列车对应的比例系数k;
②求该过程中列车克服阻力做的功W;
③该列车现在关闭动力,在轨道上仅受阻力从100m/s减速至80m/s,求此过程列车行驶的距离x。
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(0.65)
名校
【推荐2】一汽车发动机的额定功率为 40kW, 汽车的质量 m=4×103kg, 汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍(g=10m/s²)求:
(1)汽车以额定功率启动时,当 a1=3m/s²时,速度为多少?
(2)若汽车以 1m/s²的加速度从静止开始做匀加速直线运动,匀加速最多能持续多长时间?
(3)在经历过(2)的匀加速过程直到达到额定功率后,汽车继续以额定功率运动,40s后达到最大速度,求从启动开始经过的总位移为多少?
(1)汽车以额定功率启动时,当 a1=3m/s²时,速度为多少?
(2)若汽车以 1m/s²的加速度从静止开始做匀加速直线运动,匀加速最多能持续多长时间?
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