某日有雾的清晨,一艘质量为m=500t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t0=10min后,达到最大行驶速度vm=

某日有雾的清晨,一艘质量为m=500t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t0=10min后,达到最大行驶速度vm=

题型:不详难度:来源:
某日有雾的清晨,一艘质量为m=500t的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t0=10min后,达到最大行驶速度vm=20m/s,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方S=480m处,有一只拖网渔船以v=5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上,轮船船长立即下令采取制动措施,附加了恒定的制动力F=1.0×105N,结果渔船的拖网越过轮船的航线时,轮船也恰好从该点通过,从而避免了事故的发生.已知渔船连同拖网总长度L=200m(不考虑拖网渔船的宽度),假定水对船阻力的大小恒定不变,求:
(1)轮船减速时的加速度a;
(2)轮船的额定功率P;
(3)发现渔船时,轮船离开码头的距离.魔方格
答案
(1)渔船通过的时间t=
L
v
=
200
5
s
=40s                                  
由运动学公式S=vmt+
1
2
at2

得到 a=
2(S-vmt)
t2
=
2×(480-20×40)
402
m/s2
=-0.4m/s2                   
(2)轮船做减速运动时,由牛顿第二定律得:-( F+Ff)=ma                      
解得Ff=1.0×105 N                                                  
最大速度行驶时,牵引力F=Ff=1.0×105N,
功率P=Fvm=Ff vm=1.0×105×20W=2.0×106 W                              
(3)由动能定理得Pt0+(-FfS1)=
1
2
m
v2m

解得S1=
2Pt0-m
v2m
2Ff
=
2×2.0×106×10×60-500×103×202
2×1.0×105
m=1.1×104m
答:(1)轮船减速时的加速度a为=-0.4m/s2
(2)轮船的额定功率P为2.0×106 W;
(3)发现渔船时,轮船离开码头的距离为1.1×104m.
举一反三
从地面以初速v0竖直上抛一球,设球所受空气阻力的大小恒为重力的k倍(k=0.6),求球的落地速率.
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某同学在探究木箱与水平地面之间的摩擦情况时,做了如下实验:在水平地面上将木箱由静止开始从位置A推至另一位置B.当他用200N的水平恒力推术箱时,经10s的时间木箱被推到B点;当他用5OON的水平恒力推本箱时,经5S的时间就可将木箱推到B点.则
(1)若该同学用600N的水平恒力推木箱,经多少时间可将术箱推到B点?
(2)若该同学用600N的水平恒力推木箱,至少要作用多少时间木箱可滑到B点?
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如图所示为小车由静止开始沿斜面匀加速下滑的频闪照片示意图,已知闪光频率为每秒10次,且第一次闪光时小车恰好从A点开始运动.根据照片测得各闪光时刻小车位置间的实际距离分别为AB=2.42cm,BC=7.31cm,CD=12.20cm,DE=17.13cm.由此可知,小车运动的加速度大小为______m/s2,小车运动到D点时的速度大小为______m/s.(结果均保留2位有效数字)魔方格
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如图所示,水平地面上有一质量m=4.6kg的金属块,其与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20,在与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F作用下,以v=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2.求:
(1)拉力F的大小;
(2)若某时刻撤去拉力,金属块在地面上还能滑行多长时间.魔方格
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如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2米,在导轨的一端接有阻值为R=0.5欧的电阻,在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5特斯拉.一质量为m=o.1千克的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2米/秒的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2米/秒2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好.求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系.魔方格
题型:上海难度:| 查看答案
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