题目内容
13.端午节赛龙舟是我国传统项目之一.如图甲所示是一次龙舟赛,某队龙舟和运动员总质量为2.5×103kg,该队以1min40s的成绩夺得500m比赛冠军.已知该龙舟在运动过程中受到的阻力与速度的关系如图乙所示.(g=10N/kg),请分析计算回答下问题:(1)龙舟船体制造得窄而长是为了减小水的阻力,赛舟队员使用的船桨是费力杠杆.
(2)该队龙舟浸入水面下部分的体积;
(3)若把比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动,则运动员在比赛过程中划船时的功率.
分析 (1)从减小阻力角度说明船做的窄而长的原因;桨在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;
(2)已知龙舟和运动员总质量为2.5×103kg,根据F浮=G=mg,计算龙舟浸入水面下部分的体积;
(3)根据v=$\frac{s}{t}$计算出龙舟的速度,由图象读出龙舟受到的阻力,根据P=Fv计算功率.
解答 解:
(1)龙舟船体制造得窄而长,可以减小船在行驶中水的阻力;桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,好处是省距离.
(2)龙舟漂浮在水面上,根据漂浮条件可知:F浮=G=mg,
ρ水gV排=mg,
V排=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{2.5×1{0}^{3}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=2.5m3.
(3)龙舟速度:v=$\frac{s}{t}$=$\frac{500s}{60s+40s}$=5m/s,
由图象可知,此时f=2500N,
比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动,所以F=f=2500N,
运动员在比赛过程中划船时的功率:P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2500N×5m/s=1.25×104W.
答:(1)减小水的阻力;费力;
(2)该队龙舟浸入水面下部分的体积为2.5m3;
(3)若把比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动,则运动员在比赛过程中划船时的功率为1.25×104W.
点评 本题考查了杠杆分类的判断、浮力、速度和功率的计算,考查的知识点多,综合性强.要能灵活运用公式,关键是从图象找到有用信息.
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