(前面主要說(shuō)明注意事項(xiàng),大佬可以直接往下滑)在初高中一般把牽引力和摩擦力作用在同一作用點(diǎn)上(實(shí)際上作用點(diǎn)并不同一,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大約30%的功率轉(zhuǎn)化為前進(jìn)的牽引力作用在輪胎與地面之間,而摩擦力存在于任何兩個(gè)物體接觸的表面),這時(shí)候我們可以姑且說(shuō)牽引力與阻力同時(shí)作用在一輛車(chē)上,且方向共線相反。 那么回到題主問(wèn)的問(wèn)題:為什么到達(dá)額定功率后汽車(chē)速度仍然在增加? 為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題我們先來(lái)看看功率(P)怎么和速度(V)扯上關(guān)系的。注:P(汽車(chē)的額定功率)F1(汽車(chē)的牽引力)f(汽車(chē)受到的阻力,包括摩擦力和風(fēng)阻)V1(汽車(chē)全功率起步時(shí)的速度)m(汽車(chē)質(zhì)量,固定不變)t(起步時(shí)的瞬時(shí)間,數(shù)值相當(dāng)小)a(汽車(chē)加速度) 首先假設(shè)直接讓發(fā)動(dòng)機(jī)從零功率瞬時(shí)到達(dá)額定功率(危險(xiǎn)),且接下來(lái)的加速運(yùn)動(dòng)中始終以額定功率運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始輸出功率,產(chǎn)生牽引力,此時(shí)牽引力遠(yuǎn)大于阻力,F(xiàn)1>>fP=F1·V1,V1=[(F1-f)/m]·t由此可見(jiàn)剛起步時(shí)速度V1十分小,在接下來(lái)的運(yùn)行中P不變,V1不斷增大,F(xiàn)1不斷減小且f(風(fēng)阻和摩擦力)會(huì)增大,分析在下面繼而△F=F1-f與a=△F/m都會(huì)不斷減小,當(dāng)F1=f,即牽引力與阻力二力平衡時(shí),加速度減小為零,速度不再增大,到達(dá)最高速度(說(shuō)到這里實(shí)際上可以觸類(lèi)旁通的解釋題主的問(wèn)題了) 同理按照題主假設(shè)牽引力不變,即F1不變那么△F=F1-f會(huì)不會(huì)改變呢?答案是會(huì)的,這里牽扯到一個(gè)實(shí)際問(wèn)題:汽車(chē)運(yùn)動(dòng)速度與風(fēng)阻成平方的關(guān)系):W(風(fēng)阻)=1/2·迎風(fēng)面積·空氣阻力系數(shù)·空氣密度·(汽車(chē)與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度)2再考慮到汽車(chē)的托舉力與汽車(chē)的重力相比可以忽略不計(jì),那么我們可以粗略得出一個(gè)結(jié)論:汽車(chē)速度越快,受到的阻力(包括風(fēng)阻和摩擦力)越大,由此可見(jiàn)△F=F1-f與a=△F/m會(huì)不斷減小,直到牽引力與阻力平衡達(dá)到最高速度。 如果!!!我說(shuō)如果在絕對(duì)真空的狀態(tài),牽引力和地面摩擦力不改變的情況下,是可以一直加速的,沒(méi)有最高速度。(增加回答:由于汽車(chē)額定功率P是有最大值的,P=Fv,當(dāng)汽車(chē)有最大牽引力時(shí)速度并不是最大的,只有牽引力減小到與摩擦力相等,汽車(chē)以額定功率運(yùn)行到最大速度,當(dāng)牽引力再減小就會(huì)進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng))現(xiàn)在看明白了吧?到達(dá)額定功率后速度還能增加其實(shí)就是阻力沒(méi)增加到一定值(或者牽引力沒(méi)有減小到一定值)。好了,分析結(jié)束(^0^~)
