据报道,2004年底,美国一核潜艇在关岛触礁,造成多名士兵受伤。假设当时潜艇的航速是30节,一节等于1.852公里/小时,发动机的功率为24000千瓦,潜艇质量
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据报道,2004年底,美国一核潜艇在关岛触礁,造成多名士兵受伤。假设当时潜艇的航速是30节,一节等于1.852公里/小时,发动机的功率为24000千瓦,潜艇质量5000吨.核潜艇触礁后在2秒内停下,则一个70kg的士兵由于惯性和潜艇相撞的撞击力大约为多大?假设当时下面声纳系统打开,驾驶员的反应时间为1秒,要避免触礁至少在距离暗礁多远处开始关闭发动机?(假设水的阻力恒定,除去水的阻力没有其他阻力) |
答案
542.5N ;403m |
解析
(1)潜艇的航速为v=m/s="15.5" m/s 由动量定理得F人t=mv F人=N="542.5N " (2)潜艇匀速航行时,功率P=Fv知 潜艇的阻力F阻=F==N =1.56×106N 由牛顿第二定律知关闭发动机后F阻=Ma a==m/s2="0.31" m/s2 由制动到停下用的时间为t==s="50s " 距离s=vt1+t=15.5×1+=403m |
举一反三
物体A的质量m="l" kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M=0.5kg,平板车长为L=1m。某时刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上平板车B的同时,给平板车B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小,已知A与平板车B之间的动摩擦因数,取重力加速度g=10m/s2.试求:
(1)若F=5N,物体A在平板车上运动时相对平板车向前滑行的最大距离; (2)如果要使A不至于从平板车B上滑落,拉力F大小应满足的条件. |
在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为F/3,该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示.求:
(1)物体受到的拉力F的大小. (2)物体与地面之间的动摩擦因素.(g取10m/s2) |
假设地球与火星的质量之比M地∶M火=10∶1,半径之比R地∶R火=3∶1。在火星表面的水平地面上固定一倾角为θ=37°的斜面,有一质量m=20 kg的木箱,放在斜面上,与斜面的动摩擦因数μ=0.5,现用平行于斜面的外力推木箱,如图所示,利用速度传感器测量出木箱的瞬时速度如下表所示。已知地球表面重力加速度g ="10" m /s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。求外力F的大小。
t/s
| 0.0
| 0.2
| 0.4
| 0.6
| 0.8
| ……
| v/ms-1
| 0.0
| 2.0
| 4.0
| 6.0
| 8.0
| ……
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如图所示,薄木板A长l=5.0m,质量M=5.0kg,放在水平桌面上,板右端与桌面相齐,在A上距右端s=3.0m处放一小物块B,质量m=2.0kg,已知A、B间动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2,原来系统静止,现对平板A施加一个水平向右、大小恒定的拉力F,作用一段时间,将平板A从小物块B的下面抽出,且小物块B最后恰好停在桌面的右端边缘。取g=10m/s2,求:
(1)B运动到桌边的时间t; (2)拉力F的大小。 |
用一根轻质弹簧悬吊一物体A处于静止时,弹簧伸长了L。现将该弹簧一端固定在墙上,另一端系一三棱体,先将弹簧压缩4L/25然后将物体A从三棱体的斜面上由静止释放,则当A下滑过程中三棱体保持静止。若水平地面光滑,三棱体斜面与水平地面成37°角,如图所示。求:(1)物块A的下滑加速度a;(2)物块A与斜面之间的动摩擦因数μ。(g=10m/s2)
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