Question

（9分）汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为sin=0．02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0．1倍（g取10 m/s²）,求:
（1）汽车所能达到的最大速度V_m。
（2）若汽车从静止开始以0．6 m/s²的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间？
（3）当汽车以0．6 m/s²的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？

Answer 1

（1）12．5 m/s （2）13．9 s （3）4．16×10⁵ J

本题考查了机动车启动的两种形式，汽车沿着斜面加速运动时，阻力为摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和，当速度最大时牵引力等于阻力，由此可求得最大速度大小，当汽车匀加速运动速度增大到最大时，功率为额定功率，由P=Fv和F-f=ma可求得末速度v，再由匀变速直线运动的公式v=at可求得匀加速运动的时间
(1) 汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即
f＝Kmg＋mgsinα=4000＋800="4800" N．
又因为F＝f时，P=f·vm，所以

(2) 汽车从静止开始，以a="0.6" m/s2，匀加速行驶，由F＝ma，有F′－f－mgsinα＝ma．所以F′＝ma＋Kmg＋mgsinα＝4×103×0.6＋4800＝7.2×103 N．保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m，有

由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移
（3）由W=F·S可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为
W＝F·S＝7.2×103×57.82=4.16×10⁵J．