10、(1)①12m/s ②4m/s ③1m/s2
(2)16s
说明:(1)汽车以恒定功率起动时做的是加速度逐渐减小的变加速运动,直至达到最大速度.
(2)汽车以恒定加速度起动时,汽车的功率逐渐增大,当功率增大到额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为匀加速运动的末速度,但并不是汽车所能达到的最大速度,此后汽车还可以保持功率不变做加速度逐渐减小的加速运动,直到加速度减小到零时,速度才达到最大.
解析:汽车运动中所受的阻力大小为
F′=0.1mg=0.1×5×103×10N=5×103N.
(1)汽车保持恒定功率起动时,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大.
①当a=0时速度最大,所以此时汽车的牵引力为F1=F′=5×103N.
则汽车的最大速度为 .
②当汽车的加速度为2m/s2时牵引力为F2,由牛顿第二定律得F2-F′=ma
F2=F′+ma=5×103N+5×103×2N=1.5×104N
汽车的速度为 .
③当汽车的速度为6m/s时牵引力为

由牛顿第二定律得F3-F′=ma
汽车的加速度为
.
(2)当汽车以恒定加速度0.5m/s2匀加速运动时,汽车的牵引力为F4,由牛顿第二定律得F4-F′=ma
F4=F′+ma=5×103N+5×103×0.5N=7.5×103N
汽车匀加速运动时,其功率逐渐增大,当功率增大到等于额定功率时,匀加速运动结束,此时汽车的速度为
则汽车匀加速运动的时间为 . |