题目内容

14.“独竹漂”是指运动员脚踏漂浮在水面上的单棵楠竹(如图),依靠小竹竿划动达到水上漂行的一项民族传统体育项目.选手表演时赤着脚,手执一根4.5m长的细竹竿做“桨”,表演倒退、转身、绕弯、换竿等绝技,颇有“一苇渡江”之妙.当表演者奋力向后划动划杆时,楠竹竿和人便能飞速前进,这是因为物体间力的作用是相互的,此时划杆相当于一个费力杠杆.楠竹竿的体积约为0.14m3,如果质量为50Kg的表演者站在楠竹竿上静止不动时,楠竹竿恰好有一半的体积浸在水中,那么表演者所用的划杆和楠竹竿总质量约为20 kg.

分析 (1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;先判断划杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的关系,然后再判断是哪种类型的杠杆;
(2)根据物体的浮沉条件,浮力等于表演者的重力、划杆和南竹竿重力之和,根据阿基米德定律求出浮力,根据G=mg求出表演者即可求出划杆和南竹竿总质量.

解答 解:(1)当表演者奋力向后划动划杆时,划杆对水施加了力,力的作用是相互的,水对划杆也施加了力,使楠竹竿和人飞速前进;划杆在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
(2)由漂浮条件可知,
GA+G杆=F浮,
所以划杆和南竹竿总重为:
G杆=F浮-GA=ρ水gV排-mAg=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.16m3×0.5-60kg×9.8N/kg=196N,
则总质量为m杆=$\frac{{G}_{杆}}{g}$=$\frac{196N}{9.8N/kg}$=20kg.
故答案为:力的作用是相互的;费力;20.

点评 本题是一道力学综合题,其中杠杆的分类及力的作用是相互的,比较简单;在求表演者所用的划杆和南竹竿总重时,要注意正确分析所受的力,不要漏掉力.

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