Question

16．龙舟比赛是中国传统运动项目之一．如图，某队龙舟和运动员总质量为2.5×10³kg，在一次龙舟赛上，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是龙舟和运动员的总重力的0.12倍．

（1）该队的龙舟比赛在500m比赛过程中的平均速度是多少米每秒？
（2）如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动，求运动员在比赛过程中划船时的功率是？（g取10N/kg）
（3）该龙舟在水面漂浮时受到的浮力是多少？
（4）根据赛龙舟的情景，参照示例找出一条与物理知识相关的物理现象，并指出对应的物理知识．（不得与示例重复）
【示例】
物理现象：船由静止变运动；
物理知识：力是改变物体运动状态的原因．

Answer 1

分析 （1）已知物体运动是路程和所用时间，利用公式v=$\frac{s}{t}$得到运动的平均速度；
（2）已知龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的0.12倍，可以得到阻力的大小；因为龙舟做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力；已知牵引力和运动速度，利用公式P=Fv得到划船时的功率；
（3）已知龙舟和运动员总质量，根据G=mg计算出龙舟的重力，再根据漂浮条件，龙舟受到的浮力大小等于重力；
（4）物体间力的作用是相互的．

解答 解：
（1）划龙舟的平均速度为v=$\frac{s}{t}$=$\frac{500m}{100s}$=5m/s；
（2）划龙舟时的牵引力为F=f=0.12G=0.12×2.5×10⁴N=3×10³N
由P=$\frac{W}{t}$，W=Fs得，划龙舟的功率为P=$\frac{Fs}{t}$=Fv=3×10³N×5m/s=1.5×10⁴W．
（3）龙舟的重力：G=mg=2.5×10³kg×10N/kg=2.5×10⁴N，
龙舟受到的浮力F_浮=G=2.5×10⁴N；
（4）物理现象：向后划水，龙舟前进；
物理知识：物体间力的作用是相互的．
答：
（1）该队的龙舟比赛在500m比赛过程中的平均速度是5m/s；
（2）运动员在比赛过程中划船时的功率是1.5×10⁴W；
（3）龙舟受到的浮力为2.5×10⁴N；
（4）向后划水，龙舟前进；物体间力的作用是相互的．

点评 此题考查的是漂浮条件、平均速度的计算和功率的计算，其中功率的计算包括了二力平衡条件的应用和重力的计算，是力学综合题，有一定的难度．