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一艘帆船在湖面上顺风行驶，在风力的推动下做速度，v1＝4m/s的匀速直线运动，已知：该帆船在匀速行驶的状态下突然失去风的动力，帆船在湖面上做匀减速直线运动，经过8秒种才能
网友投稿  2022-11-15 00:00:00  互联网

◎ 题目

一艘帆船在湖面上顺风行驶，在风力的推动下做速度，v1＝4m/s的匀速直线运动，已知：该帆船在匀速行驶的状态下突然失去风的动力，帆船在湖面上做匀减速直线运动，经过8秒种才能恰好静止；该帆船的帆面正对风的有效面积为S＝10m2，帆船的总质量M约为940kg，当时的风速v2=10m/s。若假设帆船在行驶的过程中受到的阻力始终恒定不变，那么由此估算：
（1）有匀速行驶的状态下，帆船受到的动力为多大？
（2）空气的密度约为多少？

◎ 答案

（1）470N（2）1.3kg/m3 

◎ 解析

（1）风突然停止后，船体在阻力f的作用下做匀减速运动船体加速度大小：a=△v／△t=4/8=0.5m/s2  　　　(2分)
∴船体只受阻力：f=Ma=940×0.5＝470N                     　(2分)
帆船在匀速运动时受到风的推力和水的阻力而平衡，所以：
帆船受到风的推力大小：F="f=470N    "                                           　           (2分)
（2）（说明：没有相应的估算过程，直接写出空气密度的不能得分）
在单位时间内，对吹入帆面的空气（柱）应用动量定量有：
Ft=Δm·Δv=ρSΔvt·Δv                                                      　          （4分）
Δv=v2-v1="10-4=6m/s                                                                               " （2分）       ∴ρ＝F／SΔv2≈1.3kg/m3                                                                     （2分）

◎ 知识点

    专家分析，试题“一艘帆船在湖面上顺风行驶，在风力的推动下做速度，v1＝4m/s的匀速直线运动，已知：该帆船在匀速行驶的状态下突然失去风的动力，帆船在湖面上做匀减速直线运动，经过8秒种才能…”主要考查了你对  【动量定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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