问题详情:
我国 “海监75”号和“海监84”号为维护我国领海*,奉命赴南海黄岩岛海域开始对我国渔船执行护渔任务.某日清晨,海面上有薄雾.我国的一艘渔船正在匀速行驶,到达A处时,船老大突然发现后侧面不远处有菲巡逻舰正在向他们靠近,并预计还有40min就会追上渔船,于是立即向在C处海域执行任务的我国某海监渔政船发出求援信号,我海监执法人员立即推算出40min后的渔船位置应在D处,马上调好航向,沿CD直线方向从静止出发恰好在40min内到达D处,如图所示,海监船运动的速度、时间图象如图所示,
求:
(1)海监船走的航线CD的长度.
(2)假设该海监船以最大速度航行时轮机输出的总功率为2.5×103kW,则舰船受海水的阻力有多大?
(3)假设舰体受海水的阻力不变舰体质量为7000吨,则在第36分钟时,轮机通过涡轮对海水的推力为多大?方向如何?
【回答】
解答:
解析:(1)由图象知驱逐舰先匀加速再匀速最后匀减速直线运动,加速段a1=m/s2=m/s2 (1分)
S1=at=××(15×60)2m=9×103m (1分)
匀速阶段S2=vt2=20×(35-15)×60m=2.4×104m (1分)
减速阶段S3=·t3=×(40-35)×60m=3×103m (1分)
则航线CD长度为S=S1+S2+S3=36km (1分)
(2)最大速度匀速行驶时,轮机动力与海水对舰身阻力平衡,即F-f阻=0 (2分)
又P=Fv,所以f阻==N=1.25×105N (3分)
(3)设此时轮机的动力为F,第36分钟匀减速的加速度
a==m/s2=-m/s2 (2分)
由F-f=ma,得F=-3.42×105N (2分)
负号表示涡轮机动力方向向后与运动方向相反,帮助舰船减速.(1分)
由牛顿第三定律,涡轮对海水的推力应向前,与前进方向相同,大小为F′=3.42×105N. (1分)
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:综合题