Question

4．如图所示是某帆船运动爱好者使用的一款帆船，帆船由船体、帆杆、面积为8m²的三角帆和带有万向节的桅杆组成，质量为20kg，依靠风力在海面上行驶．
（1）从你所学知识角度判断：风吹帆船前进不能（选填“能”或“不能”）说明运动需要力来维持．人站在帆船上，帆船受到的重力和浮力不是（选填“是”或“不是”）一对平衡力．
（2）帆船运动爱好者登上帆船时，船体下沉了0.05m³，则他的体重大约是500 N．
（3）某次运动中，船帆承受的风压为50Pa，此时风对船帆的作用力是400 N．

Answer 1

分析 （1）力不是维持运动的原因，力是改变物体运动状态的原因；物体受到平衡力的作用时处于静止或匀速直线运动状态；
（2）帆船运动爱好者登上帆船时，船增大的浮力等于人的重力；
（3）已知船帆的面积和船帆承受的风压为40Pa，利用p=$\frac{F}{S}$即可求得此时风对船帆的作用力．

解答 解：
（1）风吹帆船运动，没风吹由于惯性帆船还能继续运动，说明运动并不需要力来维持；
无风吹由于水阻力会慢慢停下来，说明力是改变物体运动状态的原因；
帆船在运动时会随海浪不断上下运动，不是做匀速直线运动，所以受到的重力与浮力不是一对平衡力；
（2）帆船漂浮在水面，F_浮=G_船，
人登上帆船时帆船仍漂浮，F_浮′=G_船+G_人，
所以G_人=F_浮′-F_浮=△F_浮=ρ_水g△V_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.05m³=500N；
（3）根据p=$\frac{F}{S}$得，风对船帆的作用力为：
F=pS=50Pa×8m²=400N．
故答案为：（1）不能；不是；（2）500；（3）400．

点评 本题考查了力与运动的关系、平衡力的辨别、阿基米德原理、压强公式的应用，是一道综合性较强的题目，知道物体漂浮，浮力等于重力是解答此题的关键；力是改变物体运动状态的原因，但不是维持物体运动的原因，对学生来说较难理解，应认真领会！