试题与答案

汽车运动时,驱动轮与地面摩擦产生牵引力.某种型号的小汽车,重1.3吨,前置驱动(

题型:问答题

题目:

汽车运动时,驱动轮与地面摩擦产生牵引力.某种型号的小汽车,重1.3吨,前置驱动(前轮为驱动轮),两个前轮和两个后轮都是均匀受力,且前轮所受摩擦力大小是后轮的3倍,车轮不打滑.假设空气阻力恒定且为车重的0.1倍,重力加速度取10m/s2

(1)在某种路面上试车,汽车从静止开始做匀加速直线运动,若能在S=150m的距离内加速到υ=30m/s,每个车轮产生的牵引力多大?

(2)若汽车发动机输出功率保持60kW,要使该车在S=150m的距离内从静止开始加速到υ=30m/s,需要多少时间?

答案:

(1)设汽车加速度为a,每个前轮所受摩擦力为F,也就是地面对车轮的驱动力.

依题意有:a═

v2-
v20
2x
=
302-02
2×150
=3m/s2 …①;

设汽车前进时受到的阻力为f,有:f=2×

1
3
F+0.1mg…②;

根据牛顿第二定律有:2F-f=ma…③;

化简得:F=

3
4
(0.1mg+ma) …④;

代入数据得:F=3.9×103N …⑤;

(2)设汽车发动机输出功率为P,根据能量守恒定律,有:Pt=0.1mgS+2S+mυ02…⑥;

代入数据得:t=19.5s…⑦;

答:(1)每个车轮产生的牵引力是3.9×103N.

(2)要使该车在S=150m的距离内从静止开始加速到30m/s,需要19.5s时间.

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