Question

12．如圖所示為汽車(chē)的加速度a和車(chē)速倒數(shù)$\frac{1}{v}$的關(guān)系圖象．若汽車(chē)質(zhì)量為2×10³kg，它由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車(chē)速為30m/s，則（　�。�

• A． 汽車(chē)所受阻力為1×10³ N
• B． 汽車(chē)勻加速所需時(shí)間為5 s
• C． 汽車(chē)勻加速的加速度為3 m/s²
• D． 汽車(chē)在車(chē)速為5 m/s時(shí)，功率為6×10⁴ W

Answer 1

分析 從圖線看出，開(kāi)始圖線與x軸平行，表示牽引力不變，牽引車(chē)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，傾斜圖線的斜率表示額定功率，即牽引車(chē)達(dá)到額定功率后，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小到零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)

解答 解：A、設(shè)汽車(chē)的額定功率為P，由圖知，汽車(chē)的最大速度為30m/s，此時(shí)汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有F=f，代入得：P=f×30①
當(dāng)$\frac{1}{v}=\frac{1}{10}$時(shí)，a=2m/s²，
根據(jù)牛頓第二定律得：$\frac{P}{v}-f=ma$，
代入得：$\frac{P}{10}-f=2×1{0}^{3}×2$②
由①②解得：f=2×10³N，P=6×10⁴W，故A錯(cuò)誤；
B、汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度$\frac{1}{v}=\frac{1}{10}$，得v=10m/s，勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間$t=\frac{v}{a}=\frac{10}{2}s=5s$，故B正確；
C、由圖汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為2m/s²，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)牛頓第二定律，汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)有：F-f=ma，代入數(shù)據(jù)得F=f+ma=2×10³+2×10³×2=6×10³N
車(chē)速為5m/s時(shí)，功率為P=Fv=6×10³×5=3×10⁴W，故D錯(cuò)誤；
故選：B

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠從圖線中分析出牽引車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，知道傾斜圖線的斜率表示牽引車(chē)的額定功率