Question

（一）在亞丁灣海域遭海盜襲擊的中交集團(tuán)“振華4號”貨輪，在馬來西亞武裝直升機(jī)協(xié)助下中國籍船員成功擊退海盜．如圖所示的海盜船若質(zhì)量為2.5×10³kg，在海面上從靜止開始啟動，當(dāng)它速度達(dá)到15m/s后，立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)，其運(yùn)動的V-t圖象如圖所示．設(shè)運(yùn)動過程中海盜船所受阻力不變．試結(jié)合圖象簡述在0～96秒的時間內(nèi)海盜船的運(yùn)動情況，并求出海盜船所受的阻力大�。�
（二）（9分）“滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮，被譽(yù)為天下奇觀．小莉設(shè)想用錢塘江大潮來發(fā)電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為1.0×10⁷m，漲潮時水深達(dá)25m的蓄水湖，關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為2m．若發(fā)電時水重力勢能的12% 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，并只有退潮時發(fā)電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發(fā)多少電？根據(jù)圖中情景，說明圖中的A、B兩臺機(jī)器（有一臺是發(fā)電機(jī)，另一臺是電動機(jī)），哪臺是發(fā)電機(jī)？（已知水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，g=10m/s²）

Answer 1

（一）海盜船先由靜止開始做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度后做勻減速運(yùn)動，直到靜止．
由圖象可求得海盜船勻減速運(yùn)動的加速度大小為
a=

vm-0

△t

=

15

96-66

m/s2=0.5m/s2
海盜船所受阻力為f=ma=2.5×10³×0.5N=1.25×10³N
（二）退潮時水的落差是h=2m，水的質(zhì)量是m=ρV=ρgh
這些水的重心下降高度△h=

1

2

h
重力勢能減少：△Ep=mg△h=ρgSh?

1

2

h=

1

2

ρgSh2   
每天發(fā)出的電能為△E=2△Ep×12%=0.12ρSgh2=4.8×1010J   
水流推動A轉(zhuǎn)動，故A為發(fā)電機(jī)．  
答：（一）海盜船所受阻力為1.25×10³N；
（二）每天發(fā)出的電能為4.8×10¹⁰J，A為發(fā)電機(jī)．