假设一质量为m=205kg的赛艇在水中航行时受到的总阻力与它的速度关系如图,赛艇在以恒定牵引力由静止开始加速,当赛艇速度达到5m/s时,其加速度恰好为4m/s2.已知

发布时间:2020-08-07 13:03:56

假设一质量为m=205kg的赛艇在水中航行时受到的总阻力与它的速度关系如图,赛艇在以恒定牵引力由静止开始加速,当赛艇速度达到5m/s时,其加速度恰好为4m/s2.已知赛艇在这一恒定牵引力所能达到的最大速度是10m/s,试求这一恒定牵引力是多大?

网友回答

解:从图象可知,赛艇受到的总阻力与速度成正比关系,设赛艇受到的恒定牵引力为F,阻力与速度的比例系数为k,则阻力为:f=kv? (1)
根据牛顿第二定律得:F-f=ma-----------(2)
(1)、(2)两式可得:v=----------(3)
可见当a=0时v达到最大,即有:10=--------(4)
将已知v=5m/s和a=4m/s2代入(3)式得:5=--------(5)
代入已知数据解(4)、(5)可得:F=1640N
答:这一恒定的牵引力大小为1640N.
解析分析:根据牛顿第二定律和阻力与速度的关系,得出速度与牵引力的表达式,结合加速度为零时,速度最大,以及赛艇速度达到5m/s时,其加速度恰好为4m/s2.求出牵引力的大小.

点评:解决本题的关键知道牵引力等于阻力时,即加速度为零时,速度最大,结合牛顿第二定律进行求解.
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