问题补充:
少数民族运动会“独竹漂”比赛中,来自贵州的胡朝贵以21′30的成绩获得了60米直道竞速比赛的冠军,图甲是他参加比赛的情景.其划行所用的力与时间的关系如图乙所示.
(1)如果他的体重为60kg,竹和划竿的质量分别为15kg、5kg,比赛前要保证他站在竹上不浸入水中,竹的体积至少多大?(忽略划竿浸入水中的体积)
(2)若胡朝贵在10s到16s内划行的功率恒为600W,求他在10s到16s划行的距离;
(3)他在10s到16s内受到的阻力.
答案:
解:
(1)运动员与竹、划竿的总重力:
G=mg=(60+15+5)kg×10N/kg=800N,
由于运动员与竹漂浮,F浮=G,
即ρ水v排g=G,
所以楠竹的体积至少为:
v排===0.08?m3,
(2)胡朝贵在10s到16s内划行所做的功:
W=Pt=600W×6s=3600J,
由图象可知他在10s到16s内划行所用的力:
F=200N,
则划行的距离:
s===18m;
(3)∵P===Fv,
又∵在10s到16s内划行的功率恒为600W,且划行所用的力F恒为200N,
∴划行的速度v不变,为匀速直线运动,
∴他受到的阻力与划行的力平衡,f=F=200N.
答:(1)竹的体积至少0.08?m3;
(2)他在10s到16s划行的距离为18m;
(3)他在10s到16s内受到的阻力为200N.
解析分析:(1)知道运动员与竹、划竿的质量,利用重力公式求总重力,由于运动员与竹漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理求楠竹的体积;
(2)知道功率大小和时间,利用功率公式求胡朝贵在10s到16s内划行所做的功;
由图象可知他在10s到16s内划行所用的力,利用功的公式求划行的距离;
(3)由题知在10s到16s内划行的功率恒为600W,且划行所用的力F恒为200N,根据P=Fv可知划行为匀速直线运动,所以他受到的阻力与划行的力平衡,据此求阻力大小.
点评:本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、功的公式、功率公式、阿基米德原理、二力平衡条件的掌握和运用,知识点多、综合性强,要求灵活运用所学知识和从图象中得出相关信息.
少数民族运动会“独竹漂”比赛中 来自贵州的胡朝贵以21′30的成绩获得了60米直道竞速比赛的冠军 图甲是他参加比赛的情景.其划行所用的力与时间的关系如图乙所