Question

“六一”兒童節(jié)，小明一家去公園游玩，乘坐了一種新型電動(dòng)船，該船整體質(zhì)量為100kg，船上人的總質(zhì)量為180kg
（1）求該船與人受到的總重力．
（2）求船載上人后，排開(kāi)水的體積
（3）若船以2m/s的速度在水中勻速行駛時(shí)，受到水的阻力為800N，求5min內(nèi)船克服阻力做的功是多少焦耳？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道船和人的質(zhì)量，可利用公式G=mg計(jì)算出船和人受到的總重力．
（2）船載上人后處于漂浮狀態(tài)，首先根據(jù)物體的漂浮條件計(jì)算出此時(shí)船受到的浮力，又知道水的密度，可利用阿基米德原理F_浮=ρ_液v_排g的公式變形計(jì)算出排開(kāi)水的體積．
（3）知道船的速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，可利用公式S=vt計(jì)算出船運(yùn)動(dòng)的距離，又知道阻力的大小，可利用公式W=FS計(jì)算出船克服阻力做的功．
解答：解：
（1）∵m_船=100kg，m_人=180kg，g=9.8N/kg，
∴船和人受到的總重力為：G=m_總g=（m_船+m_人）g=（100kg+180kg）×9.8N/kg=2744N．
（2）∵船載上人后處于漂浮狀態(tài)，
∴由物體的漂浮條件F_浮=G_物可知，此時(shí)船受到的浮力F_浮=G=2744N，
而ρ_水=1.0×10³kg/m³，
∴v_排===0.28m³．
（3）∵v=2m/s，t=5min=300s，
∴船運(yùn)動(dòng)的距離為：S=vt=2m/s×300s=600m，
而F=800N，
∴船克服阻力做的功為：W=FS=800N×600m=4.8×10⁵J．
答：（1）求該船與人受到的總重力為2744N．
（2）求船載上人后，排開(kāi)水的體積為0.28m³．
（3）5min內(nèi)船克服阻力做的功是4.8×10⁵J．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生對(duì)重力和功的計(jì)算，以及對(duì)物體的浮沉條件和阿基米德原理的理解和應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，有一定難度，計(jì)算時(shí)要注意單位的統(tǒng)一．