某汽车质量为M,当其在水平路面行驶时,发动机输出功率恒为P1,此时汽车以v1的最大速度匀速行驶.当汽车行驶入长度为L高为h的斜坡上,发动机输出功率为P2,已知在斜坡上汽车受到的总阻力为水平路面上的k倍.证明在斜坡行驶时汽车的最大速度
v2=
(p2V1L)
Mghv1+p1KL
证明:
汽车在水平地面时匀速直线运动,所以受到的阻力与其牵引力是平衡力,故其受到的阻力f1是:
P1= F1v1=f1 v1
f1=
P1
v1
根据题意,在斜坡上汽车受到的阻力是:
f2=kf1=
k P1
若在斜坡上,汽车受到的牵引力为F2,所做的总功为、有用功和额外功分别是:
W总= P2t2=
P2L
v2
W有用=Gh=Mgh
W额外=f2L =
k P1L
显然:W总=W有用+W额外 即
= Mgh+
整理得
p2V1L
反思:本题解题应用到的主要物理规律有
(1)W总=W有用+W额外
(2)S=vt
(3)W=Pt
(4)W=FS
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