Question

（2013?宝坻区一模）科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为P₀千瓦，漂浮房在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变，从某一时刻开始，漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮房的运动速度v与时间t的关系如图乙所示．
请完成如下分析和计算：
（1）请分析说明在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力是多大？
（2）若漂浮房在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为η，求漂浮房匀速运动时的速度是多少？

Answer 1

分析：（1）漂浮房在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变，根据乙图象可以看出在t₁-t₂时间段内，做的是匀速直线运动，受的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，由甲图象读出此时的牵引力即可求出答案；
（2）求出太阳能转化为漂浮房运动的功率，根据P=Fv求出匀速运动时的速度．

解答：解：（1）根据乙图象可以看出在t₁-t₂时间段内，做的是匀速直线运动，受的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，结合甲图象读出t₁-t₂时间段内的牵引力为F₂，所以此时漂浮房受到的阻力f=F₂，漂浮房在运动过程中受到的阻力不变，所以在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力是F₂；
（2）接收太阳能的功率为P₀千瓦，太阳能转化为机械能的效率为η，所以太阳能转化为漂浮房运动的功率为：P=ηP₀kW=ηP₀×10³W，
∵P=Fv
∴漂浮房匀速运动时的速度：v=

P

F

=

ηP0×103

F2

．
答：（1）漂浮房受到的阻力是F₂；
（2）漂浮房匀速运动时的速度是

ηP0×103

F2

．

点评：此题主要考查的是学生对功率计算公式、二力平衡知识的理解和掌握，读懂图象是解决此题的关键，难度很大．