Question

16．龍舟比賽是中國傳統(tǒng)運動項目之一．如圖，某隊龍舟和運動員總質量為2.5×10³kg，在一次龍舟賽上，該隊以1min40s的成績奪得500m比賽冠軍．已知該龍舟在運動過程中受到的阻力是龍舟和運動員的總重力的0.12倍．

（1）該隊的龍舟比賽在500m比賽過程中的平均速度是多少米每秒？
（2）如果把在比賽過程中該隊龍舟的運動看作勻速直線運動，求運動員在比賽過程中劃船時的功率是？（g取10N/kg）
（3）該龍舟在水面漂浮時受到的浮力是多少？
（4）根據賽龍舟的情景，參照示例找出一條與物理知識相關的物理現象，并指出對應的物理知識．（不得與示例重復）
【示例】
物理現象：船由靜止變運動；
物理知識：力是改變物體運動狀態(tài)的原因．

Answer 1

分析 （1）已知物體運動是路程和所用時間，利用公式v=$\frac{s}{t}$得到運動的平均速度；
（2）已知龍舟在運動過程中受到的阻力是龍舟和運動員的總重力的0.12倍，可以得到阻力的大小；因為龍舟做勻速直線運動，所以牽引力等于阻力；已知牽引力和運動速度，利用公式P=Fv得到劃船時的功率；
（3）已知龍舟和運動員總質量，根據G=mg計算出龍舟的重力，再根據漂浮條件，龍舟受到的浮力大小等于重力；
（4）物體間力的作用是相互的．

解答 解：
（1）劃龍舟的平均速度為v=$\frac{s}{t}$=$\frac{500m}{100s}$=5m/s；
（2）劃龍舟時的牽引力為F=f=0.12G=0.12×2.5×10⁴N=3×10³N
由P=$\frac{W}{t}$，W=Fs得，劃龍舟的功率為P=$\frac{Fs}{t}$=Fv=3×10³N×5m/s=1.5×10⁴W．
（3）龍舟的重力：G=mg=2.5×10³kg×10N/kg=2.5×10⁴N，
龍舟受到的浮力F_浮=G=2.5×10⁴N；
（4）物理現象：向后劃水，龍舟前進；
物理知識：物體間力的作用是相互的．
答：
（1）該隊的龍舟比賽在500m比賽過程中的平均速度是5m/s；
（2）運動員在比賽過程中劃船時的功率是1.5×10⁴W；
（3）龍舟受到的浮力為2.5×10⁴N；
（4）向后劃水，龍舟前進；物體間力的作用是相互的．

點評 此題考查的是漂浮條件、平均速度的計算和功率的計算，其中功率的計算包括了二力平衡條件的應用和重力的計算，是力學綜合題，有一定的難度．