我国“海监75”号和“海监84”号为维护我国领海主权,奉命赴南海黄岩岛海域开始对我国渔船执行护渔任务.某日清晨,海面上有薄雾.我国的一艘渔船正在匀速行驶,到达A处时,船老大

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

我国 “海监75”号和“海监84”号为维护我国领海主权,奉命赴南海黄岩岛海域开始对我国渔船执行护渔任务.某日清晨,海面上有薄雾.我国的一艘渔船正在匀速行驶,到达A处时,船老大突然发现后侧面不远处有菲巡逻舰正在向他们靠近,并预计还有40min就会追上渔船,于是立即向在C处海域执行任务的我国某海监渔政船发出求援信号,我海监执法人员立即推算出40min后的渔船位置应在D处,马上调好航向,沿CD直线方向从静止出发恰好在40min内到达D处,如图所示,海监船运动的速度、时间图象如图所示,

求:
(1)海监船走的航线CD的长度.
(2)假设该海监船以最大速度航行时轮机输出的总功率为2.5×103kW,则舰船受海水的阻力有多大?
(3)假设舰体受海水的阻力不变舰体质量为7000吨,则在第36分钟时,轮机通过涡轮对海水的推力为多大?方向如何?

◎ 答案

(1) 36km(2) 1.25×105N(3) -3.42×105N

◎ 解析

(1)由图象知驱逐舰先匀加速再匀速最后匀减速直线运动,加速段a1m/s2m/s2   (1分)
S1at××(15×60)2m=9×103m         (1分)
匀速阶段S2=vt2=20×(35-15)×60m=2.4×104m     (1分)
减速阶段S3·t3×(40-35)×60m=3×103m      (1分)
则航线CD长度为S=S1+S2+S3=36km       (1分)
(2)最大速度匀速行驶时,轮机动力与海水对舰身阻力平衡,即F-f=0    (2分)
又P=Fv,所以fN=1.25×105N        (3分)
(3)设此时轮机的动力为F,第36分钟匀减速的加速度
a=m/s2=-m/s2              (2)
由F-f=ma,得F=-3.42×105N          (2分)
负号表示涡轮机动力方向向后与运动方向相反,帮助舰船减速.(1分)
由牛顿第三定律,涡轮对海水的推力应向前,与前进方向相同,大小为F′=3.42×105N. (1分)
本题考查匀变速直线运动的图像应用,由图像的斜率表示加速度大小可求出加速度,由运动学公式可求得位移,根据牛顿第二定律和P=Fv可求得阻力

◎ 知识点

    专家分析,试题“我国“海监75”号和“海监84”号为维护我国领海主权,奉命赴南海黄岩岛海域开始对我国渔船执行护渔任务.某日清晨,海面上有薄雾.我国的一艘渔船正在匀速行驶,到达A处时,船老大…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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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