如图是密封式自由降落救生艇,在紧急情况下可使船员快速离开事故母船.如表是其部分参数.(g取10N/kg)
空船质量 | 3×103kg |
满载质量 | 5×103kg |
滑道长度 | 10m |
滑道高度 | 6m |
最大乘员数 | 25 |
(2)在某次演习中.将这艘空载的救生艇从滑道底端匀速拉到顶端,用时50s.如果滑道的机械效率为90%.那么救生艇所受拉力的功率为多少W?
解:
(1)救生艇满载时物重为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
救生艇受到的浮力为
F浮=G=5×104N
救生艇排开水的体积为
V排===5m3
救生艇体积最小为
V=2V排=2x 5m3=10m3.
(2)空船受到的重力为
G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N
滑道做的有用功为
W有用=Gh=3×104N×6m=1.8×105J
滑道做的总功为
W总===2.0×105J
拉力的功率为
P===4×103W
答:
(1)救生艇整体体积不能少于10m3;
(2)滑道拉力的功率为4×103W.
(1)已知满载质量,可以得到总重;救生艇漂浮在水面上,浮力等于重力;已知浮力和水的密度,利用V排=得到救生艇排开水的体积,也就知道了救生艇的体积.
(2)已知空船质量,可以得到船重;已知船重和救生艇上升的高度,可以得到克服重力做的功,也就是滑道做的有用功;已知有用功和机械效率,可以得到滑道做的总功;已知滑道做的功和时间,利用P=得出拉力的功率.
点评:救生艇满载是有一半在上面以上,说明是漂浮的,由此得到浮力与重力相等,是得出救生艇最小体积的关键.
物理学习经验分享:极端法,有意扩大变量差异,扩大变化可使问题更加明显,易辩加深对问题的讨论。例如:测量中的误差。