Question

（2013?寶坻區(qū)一模）科技人員設(shè)計(jì)了一種可移動(dòng)式太陽(yáng)能水上漂浮房，它具有冬暖夏涼的優(yōu)點(diǎn)，不僅為人們到海濱旅游提供了方便，而且節(jié)約了能源、減少了對(duì)環(huán)境的污染．某可移動(dòng)式水上漂浮房的屋頂安裝了太陽(yáng)能電池板，接收太陽(yáng)能的功率為P₀千瓦，漂浮房在平靜的水面上沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，從某一時(shí)刻開(kāi)始，漂浮房受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，漂浮房的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示．
請(qǐng)完成如下分析和計(jì)算：
（1）請(qǐng)分析說(shuō)明在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力是多大？
（2）若漂浮房在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為η，求漂浮房勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是多少？

Answer 1

分析：（1）漂浮房在平靜的水面上沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，根據(jù)乙圖象可以看出在t₁-t₂時(shí)間段內(nèi)，做的是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，由甲圖象讀出此時(shí)的牽引力即可求出答案；
（2）求出太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為漂浮房運(yùn)動(dòng)的功率，根據(jù)P=Fv求出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度．

解答：解：（1）根據(jù)乙圖象可以看出在t₁-t₂時(shí)間段內(nèi)，做的是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，結(jié)合甲圖象讀出t₁-t₂時(shí)間段內(nèi)的牽引力為F₂，所以此時(shí)漂浮房受到的阻力f=F₂，漂浮房在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，所以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，漂浮房受到的阻力是F₂；
（2）接收太陽(yáng)能的功率為P₀千瓦，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為η，所以太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為漂浮房運(yùn)動(dòng)的功率為：P=ηP₀kW=ηP₀×10³W，
∵P=Fv
∴漂浮房勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度：v=

P

F

=

ηP0×103

F2

．
答：（1）漂浮房受到的阻力是F₂；
（2）漂浮房勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是

ηP0×103

F2

．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)功率計(jì)算公式、二力平衡知識(shí)的理解和掌握，讀懂圖象是解決此題的關(guān)鍵，難度很大．