一个高一物理功率题

Question

额定功率80KW的汽车，在某平直公路上行驶最大速度20m/s，汽车质量2000kg，如果汽车从静止开始匀加速直线运动，经5s后刚好达到额定高功率，之后以额定功率沿直线行驶，若汽车运动过程中所受阻力不变，g=10m/s^2，求 恒定阻力 3s末的汽车瞬时功率， 汽车启动后10s内汽车的平均功率

Answer 1

最大速度时,阻力为f f=P/V=80000/20=4000N
加速度不变时,牵引力为 F=ma+f P=(2000a+4000)at=10000a^2+20000a=80000
a=2m/s^2 或者 a=-4m/s^2(舍去)
则3S未的速度大小 V3=6m/s P3=(2000a+4000)at=48000W
第五秒的瞬时功率为 P5=80000W 前五秒的平均功率为 40000W 则
前五秒的总功 W1=200000J 后五秒内的总功W2=Pt=400000J
前十秒的总功W=600000 平均功率 P'=W/t=60000W
所以 恒定阻力4000N
3s末的汽车瞬时功率48000W 汽车启动后10s内汽车的平均功率60000W

Answer 2

具体结果不提供，只告诉你解题思路。
额定功率的汽车，最大速度应该是以额定功率匀速行驶时的速度，此时加速度为零，因此阻力与牵引力大小相等。根据第一句话，可以算出汽车行进过程中的阻力Ff。
静止开始匀加速，5s后刚好达到额定功率，说明匀加速时间为5s
设此时的速度为V2，则加速度a=V2/5
又有a=F合/m ， F合=F牵-Ff , F牵 * V2=P,
以上几个式子联立即可解出加速度a，F牵，V2。
三秒末的速度V1=3 * a
10s内的汽车的平均功率=w/t，w用动能定理求解，汽车10s内的动能变化量ΔEk可以算出，10s内阻力做的功wf可以算出，因此w-wf=ΔEk。

Answer 3

先求出阻力（最大速度F=f）
P=FV
F=f=80000/20=4000N
再求出5秒时速度
(P/V'-f)=mV'/t
(80000/V'-4000)=2000V'/5
V'=10m/s
求的加速度
a=V'/5=2m/s^2
在第3秒时速度
V''=a*3=6m/s
在第3秒牵引力F''
F''-4000=2000*2
F''=8000N
第3秒功率
P''=F''*V''=8000*6=48kW

启动后10秒
前5秒路程：
S5=V'^2/2a=100/4=25m
第5秒动能
E5=mV'^2/2=2000*100/2=10^5J
前5秒汽车做功=第5秒动能+f*S5
后5秒汽车做功=P*5
W总=10^5+4000*25+80000*5
=600000J
P总=600000/10=60kw

Answer 4

解：设牵引力为F,阻力为f,
达最大速度时, P=fV (1)
由牛顿第二定律,F-f=ma (2)
设5s末时为V`,则V`=at (3)
P=FV' (4)
由以上各式得f=4000N,F=8000N,a=2m/s^2,
3s末时,V=6m/s 瞬时功率P=FV=48000W

前5s,V''=5a=10m/s s=(V均)t=5XV''/2=25m/s W1=Fs=200000J
后5s,w2=Pt=400000J
10s内平均功率P均=(W1 +W2)/10=60000W

Answer 5

1.Fn=80000除以20=4000N
2.at(Fn+am)=P额 a=2m/s^2 v=at=2*3=6m/s F=Fn+am=8000N P=Fv=48000W
3.0--5s,pt图像为正比例，5--10s,为水平线，所以P平均=(40000*5+80000*5)除以10=60000W