Question

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60kW，若汽車總質(zhì)量為5×10³ kg，在水平路面上行駛時(shí)，所受阻力大小恒為5×10³ N，試求：
（1）如圖為轎車中用于改變車速的排擋．手推變速桿到達(dá)不同擋位，可獲得不同的運(yùn)行速度，從“1～5”逐擋速度增大，R是倒車擋．試問轎車要以最大動(dòng)力上坡，變速桿應(yīng)推至哪一擋？并說明理由．
（2）汽車所能達(dá)到的最大速度．
（3）若汽車以0.5m/s²的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長時(shí)間？
以下為某同學(xué)的解答：
①變速桿應(yīng)推至“5”擋，檔位越高，速度越大，向上沖擊的力越大．
②因?yàn)镕=f，所以汽車所能達(dá)到的最大速度為v_m=

P

f

=

60×103

5×103

m/s=12m/s．
③因?yàn)閍=

vm

t

，這一過程能維持的時(shí)間為t=

vm

a

=

12

0.5

s=24s．
請問，該同學(xué)所得結(jié)論是否有問題？若有問題請予以糾正．

Answer 1

分析：（1）由P=Fv可知，要想獲得最大動(dòng)力，速度要最小，所以在一檔；
（2）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)速度最大，即可求得速度；
（3）當(dāng)功率達(dá)到最大功率時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)就結(jié)束了，求出此時(shí)的速度，由速度公式可以求得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，當(dāng)實(shí)際功率達(dá)到額定功率后，功率不能增加了，要想增加速度，就必須減小牽引力，當(dāng)牽引力減小到等于阻力時(shí)，加速度等于零，速度達(dá)到最大值

解答：解：（1）錯(cuò)，變速桿應(yīng)推至“1”擋…由F=

P

v

可知：v越小，F(xiàn)越大．所以車以最大動(dòng)力上坡時(shí)，應(yīng)推至“1”擋
（2）該同學(xué)第（1）小題解答正確．
（3）錯(cuò)．以0.5 m/s²加速度運(yùn)動(dòng)的最大速度設(shè)為v’，則

P

v′

-f=ma，v′=8 m/s
又a=

v′

t

，這一過程能維持的時(shí)間為t=

v’

a

=

8

0.5

s=16 s．
答：（1）錯(cuò)，一檔，由F=

P

v

可知：v越小，F(xiàn)越大；
（2）正確；
（3）錯(cuò)誤，加速時(shí)間為16s

點(diǎn)評：本題考查的是機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式，即恒定加速度啟動(dòng)和恒定功率啟動(dòng)．要求同學(xué)們能對兩種啟動(dòng)方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，能畫出動(dòng)態(tài)過程的方框圖，公式p=Fv，p指實(shí)際功率，F(xiàn)表示牽引力，v表示瞬時(shí)速度．當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，機(jī)車達(dá)到最大速度