6.“雪龍”號極地考察破冰船是我國最大的陸地考察船,它自身的質(zhì)量約為1000t.“雪龍”號在普通海域的最大航速為10m/s;在1m厚冰層海域破冰時所受的阻力為1.5×107N,最大航速為3.6km/h.且當(dāng)它在兩種海域航行時,牽引力的功率相等.求:
(1)“雪龍”號在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛20min時,克服阻力所做的功.
(2)“雪龍”號在普通海域以最大航速勻速行駛時,牽引力的大。

分析 (1)先利用速度公式求出“雪龍?zhí)枴毙旭偮烦蹋肳=fs求克服阻力做功;
(2)利用二力平衡求出“雪龍?zhí)枴逼票鶗r牽引力,利用P=Fv求此時功率,在兩種海域航行時,牽引力的功率相等,知道在普通海域最大航速,再利用P=Fv求此時牽引力.

解答 解:
(1)“雪龍?zhí)枴毙旭倳r間:t=20min=$\frac{1}{3}$h,
由v=$\frac{s}{t}$得,“雪龍?zhí)枴毙旭偮烦蹋簊=vt=3.6km/h×$\frac{1}{3}$h=1.2km=1200m,
“雪龍?zhí)枴眲蛩傩旭,所受的阻力:f=1.5×107N,
克服阻力所做的功:
W=fs=1.5×107N×1200m=1.8×1010J;
 (2)“雪龍?zhí)枴逼票鶗r,所受的牽引力:F=f=1.5×107N,
破冰時最大航速v=3.6km/h=1m/s,
此時功率:
P=Fv=1.5×107N×1m/s=1.5×107W,
由題知,在兩種海域航行時,牽引力的功率相等,
則“雪龍?zhí)枴痹谄胀êS虻墓β蔖′=P=1.5×107W,
在普通海域最大航速:v′=10m/s,
根據(jù)P′=F′v′可得,
此時牽引力:
F′=$\frac{P′}{v′}$=$\frac{1.5×1{0}^{7}W}{10m/s}$=1.5×106N.
答:
(1)“雪龍”號在1m厚冰層海域以最大航速勻速行駛20min時,克服阻力所做的功為1.8×1010J.
(2)“雪龍”號在普通海域以最大航速勻速行駛時,牽引力的大小為1.5×106N.

點(diǎn)評 本題考查了速度公式、功的公式、功率公式、二力平衡條件的應(yīng)用,利用好功率的推導(dǎo)公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv.

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次數(shù)1234567
h(cm)024681012
F(N)6.756.255.755.254.754.254.25
(l)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出物體重6.75N,第四次實(shí)驗(yàn)時,物體受到的浮力是1.5N;
(2)由表中數(shù)據(jù)計(jì)算可得,該金屬塊的體積是2.5×10-4m3,密度是2.7×103kg/m3
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