液化石油燃?xì)馄嚭喎QLPG汽車,該燃?xì)馄嚨腃O排放量比汽油車減少90%以上,碳?xì)浠衔锱欧艤p少70%以上,氮氧化合物排放減少35%以上,是目前較為實(shí)用的低排放汽車.如下圖所示為一輛燃?xì)廛?,為檢驗(yàn)剎車功能,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):在路旁可以豎起一標(biāo)志桿,車以v0=72km/h的速度勻速行駛,當(dāng)車頭距標(biāo)志桿s=20m時(shí),實(shí)驗(yàn)室工作人員向司機(jī)下達(dá)停車的指令,司機(jī)經(jīng)時(shí)間t0=0.8s(即反應(yīng)時(shí)間)后開始剎車,若車在標(biāo)志桿前停止運(yùn)動(dòng)則符合安全要求,已知車與駕駛員總質(zhì)量為M=1000kg,g=10m/s2.求:
(1)剎車過程中的制動(dòng)力至少多大?
(2)現(xiàn)把該車改裝為雙動(dòng)力系統(tǒng),在平路行駛時(shí),只采用燃?xì)鈩?dòng)力驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為15kw,能獲得的最大速度為v1=15m/s.當(dāng)車駛上路面情況相同傾角為37°足夠長的斜坡時(shí),采用電力與燃?xì)怆p動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率為34kw,保持該功率不變,經(jīng)過20s達(dá)到最大速度,求t=45s時(shí)車沿斜面運(yùn)動(dòng)的路程.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)v
0=72km/s=20m/s,故在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)駕駛員勻速運(yùn)動(dòng)的距離為:s
0=v
0t
0=20×0.8m=16m
若車在標(biāo)志桿前停止運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:
≤s-s
0可求得:a≥50m/s
2 由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律可得:F
制=ma≥5×10
4N
(2)在平路行駛時(shí)獲得的最大速度時(shí),汽車勻速運(yùn)動(dòng)由:
μMg=當(dāng)汽車保持總功率不變,在斜坡上運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度時(shí)由:(μMgcosθ+Mgsinθ)v
2=P
總代入數(shù)據(jù)得:v
2=5m/s
對(duì)于在斜面上運(yùn)動(dòng)的全過程,由動(dòng)能定理可得:
P總t?μMgscosθ?Mgssinθ=Mv22代入數(shù)據(jù)得:s=370.2m
答;(1)剎車過程中的制動(dòng)力至少5×10
4N;
(2)t=45s時(shí)車沿斜面運(yùn)動(dòng)的路程370.2m