假設(shè)一質(zhì)量為m=205kg的賽艇在水中航行時受到的總阻力與它的速度關(guān)系如圖,賽艇在以恒定牽引力由靜止開始加速,當(dāng)賽艇速度達(dá)到5m/s時,其加速度恰好為4m/s2.已知賽艇在這一恒定牽引力所能達(dá)到的最大速度是10m/s,試求這一恒定牽引力是多大?

解:從圖象可知,賽艇受到的總阻力與速度成正比關(guān)系,設(shè)賽艇受到的恒定牽引力為F,阻力與速度的比例系數(shù)為k,則阻力為:f=kv (1)
根據(jù)牛頓第二定律得:F-f=ma-----------(2)
(1)、(2)兩式可得:v=----------(3)
可見當(dāng)a=0時v達(dá)到最大,即有:10=--------(4)
將已知v=5m/s和a=4m/s2代入(3)式得:5=--------(5)
代入已知數(shù)據(jù)解(4)、(5)可得:F=1640N
答:這一恒定的牽引力大小為1640N.
分析:根據(jù)牛頓第二定律和阻力與速度的關(guān)系,得出速度與牽引力的表達(dá)式,結(jié)合加速度為零時,速度最大,以及賽艇速度達(dá)到5m/s時,其加速度恰好為4m/s2.求出牽引力的大。
點評:解決本題的關(guān)鍵知道牽引力等于阻力時,即加速度為零時,速度最大,結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

中國第一艘航空母艦“遼寧艦”交付海軍后,于2012年10月12日清晨6時左右駛離大連港,進(jìn)行了為期約20天的航行測試.隨著科技發(fā)展,未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)的起飛距離,如圖所示,航空母艦的水平跑道總長l=180m,其中電磁彈射器是一種長度為l1=120m的直線電機(jī),該電機(jī)可從頭至尾提供一個恒定的牽引力F.一架質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī),其噴氣式發(fā)動機(jī)可以提供恒定的推力F=1.2×105N.假設(shè)在電磁彈射階段的平均阻力為飛機(jī)重力的0.05倍,在后一階段的平均阻力為飛機(jī)重力的0.2倍.已知飛機(jī)可看作質(zhì)量恒定的質(zhì)點,離艦起飛速度v=120m/s,航母處于靜止?fàn)顟B(tài),求:(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,g=10m/s2
(1)飛機(jī)在后一階段的加速度大小;
(2)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)的加速度大小和電磁彈射器的牽引力F的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

2012年11月20日,我國自行研制的殲一15艦載機(jī)在“遼寧艦”上成功著艦和 起飛.質(zhì)量為m的艦載機(jī),在靜止的航空母艦上從靜止開始勻加速起飛,滑行t后可達(dá)到起飛 速度v1.當(dāng)飛機(jī)在著艦速度為v2時,為了使飛機(jī)能盡快停下來而不滑出跑道,需要放下尾部的 掛鉤,讓掛鉤鉤住航空母艦上的攔阻繩.同時為了防止沒有鉤住攔阻繩而出現(xiàn)意外,艦載機(jī)著 艦后需要保持起飛時的推力.當(dāng)艦載機(jī)的尾鉤鉤住攔阻繩后滑行x便能停下.假設(shè)起飛和著 艦時艦空母艦均處于靜止?fàn)顟B(tài),艦載機(jī)所受阻力除攔阻繩外,其余均忽略不計,艦載機(jī)在著艦 時掛鉤立即鉤住攔阻繩.則:
(1)為了保證艦載機(jī)正常起飛,航空母艦滑行甲板的長度至多長?加速度為多大?
(2)艦載機(jī)著艦時,對攔阻繩的平均作用力為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1 )如圖,某同學(xué)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量一金屬圓板的直徑為
 
cm.
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(2)某同學(xué)在研究平拋運動的實驗中,他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分,如圖所示,O點不是拋出點,X軸沿水平方向,由圖中所給的數(shù)據(jù)求:①小球平拋的初速度是
 
m/s;②從拋出點到S點所經(jīng)歷的時間是
 
s.g取10m/s2.
(3 )用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律.實驗所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的“交流“和”直流”兩種.重錘從高處由靜止開始下落,拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進(jìn)行測量、分析,即可驗證機(jī)械能守恒定律.
精英家教網(wǎng)①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的“直流“上;
C.先釋放紙帶,再接通電源打出一條紙帶;
D.測量紙帶上某些點間的距離;
E.根據(jù)測量的結(jié)果,分別計算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能.
其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是
 
.(填選項前對應(yīng)的序號字母)
②正確操作后打出的紙帶如圖所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E,測出AC的距離為s1,CE的距離為s2,打點的頻率為f,根據(jù)這些條件,打C點時重錘下落的速率vc=
 

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③實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢能大于重錘增加的動能,其主要原因是在重錘下落的過程中受到阻力作用,假設(shè)阻力大小不變,可以通過該實驗裝置測阻力的大。粢阎(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,重錘的質(zhì)量為m.試用這些物理量、打點的頻率f和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落過程中受到的阻力大小F=
 

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科目:高中物理 來源:101網(wǎng)校同步練習(xí) 高一物理 山東科學(xué)技術(shù)出版社 魯教版 題型:038

本屆冬奧會中,預(yù)賽排名第一的中國選手韓曉鵬以完美的動作姿態(tài)和穩(wěn)定的落地動作力壓各路高手奪冠,這是我國雪上項目所獲得的第一枚奧運會金牌.它在中國雪上項目實現(xiàn)了“零的突破”.假設(shè)一質(zhì)量為60 kg的滑雪運動員,從圓弧形坡面上由靜止下滑,下落20 m高至一水平平面后再水平滑出,然后落在傾角為37°的斜坡上,如圖所示.若落地點到水平拋出點的距離為100 m,一切摩擦阻力不計,求運動員在下滑過程中做功多少.(g取10 m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013·上海模擬)如圖10甲所示,在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103 kg的汽車,正以10 m/s的速度向右勻速運動,汽車前方的水平路段BC較粗糙,汽車通過整個ABC路段的vt圖象如圖乙所示(在t=15 s處水平虛線與曲線相切),運動過程中汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率保持20 kW不變,假設(shè)汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大小。

(1)求汽車在AB路段上運動時所受的阻力Ff1

(2)求汽車剛好到達(dá)B點時的加速度a。

(3)求BC路段的長度。

圖10

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同步練習(xí)冊答案