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    11．自从钓鱼岛危机以来，我国海监渔政船为维护我国领海主权，奉命赴东海钓鱼岛海域开始对我国渔船执行护渔任务．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日本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，假设舰体受海水的阻力始终不变，该海监船以最大速度匀速航行时轮机输出的总功率为2.5×103kW，舰体质量为7000吨，海监船运动的速度、时间图象如图2所示，求：
    （1）海监船走的航线CD的长度．
    （2）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？
    （3）舰船前面35分钟消耗的能量是多少？

    分析 （1）根据图象分别求出驱逐舰匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动的位移，三个位移之和等于驱逐舰走的航线CD的长度．
    （2）当驱逐舰以最大速度匀速行驶时，轮机动力与海水对舰体的阻力平衡，根据P=fv求出阻力的大小．根据图线求出第36分钟时的加速度，再根据牛顿第二定律求出海水对涡轮的推力，从而根据牛顿第三定律求出涡轮对海水的推力．
    （3）0-15min内，牵引力不变，根据牛顿第二定律求出牵引力的大小．由功的公式求得轮机做功．在15-35min内，由W=Pt求轮机做功，从而得到舰船前面35分钟消耗的能量．

    解答 解：（1）由图象知驱逐舰先匀加速再匀速最后匀减速直线运动，加速段有：
    a1=$\frac{20}{15×60}$m/s2=$\frac{1}{45}$m/s2．
    位移为：S1=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{45}$×（15×60）2m=9×103m         
    匀速阶段有：S2=vt2=20×（35-15）×60m=2.4×104m     
    减速阶段有：S3=$\frac{v}{2}{t}_{3}$=$\frac{20}{2}$×5×60m=3×103m      
    则航线CD长度为：S=S1+S2+S3=3.6×104m=36km       
    （2）设在第36分钟时，轮机的动力为F．第36分钟内匀减速运动的加速度为：
    a2=$\frac{0-v}{△t}$=$\frac{0-20}{5×60}$m/s2=-$\frac{1}{15}$m/s2
    由 F-f=ma2，得：F=-3.42×105N          
    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．
    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．
    （3）0-15min内牵引力不变，根据牛顿第二定律得：F1-f=ma1
    轮机做的功为：W1=F1S1．
    在15-35min内，功率不变，轮机做的功为：W2=Pt2．
    总功为：W=W1+W2．
    联立解得：W=5.525×109J．
    所以舰船前面35分钟消耗的能量是5.525×109J．
    答：（1）海监船走的航线CD的长度是36km．
    （2）则在第36分钟时，轮机通过涡轮对海水的推力为为3.42×105N，方向与前进方向相同．
    （3）舰船前面35分钟消耗的能量是5.525×109J．

    点评 解决本题的关键搞清驱逐舰在不同时间段的运动情况，掌握运动规律，结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解．

    练习册系列答案
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    B．物体所受水平拉力的方向与所受摩擦力的方向相反
    C．物体所受摩擦力大小等于80N
    D．物体所受水平拉力大小等于80N

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    C．电流表V2、V3的读数之差与电流表A2 的读数的比值不变
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    A．力F的方向沿斜面向下
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    B、闭合S，给电容器充电，当电容器两端电压稳定时，记下此时的电压表读数Uc及检流计示数ic；
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    D、以放电电流为纵坐标、放电时间为横坐标，作出ic-t图象；
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    （1）求电子通过偏转极板的时间t；
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