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12.一帆船在水中顺风航行,风速为v0,那么船的速度多大时,风给船的功率最大?(设风帆是弹性面,风与帆垂直)

分析 先由动量定理得出风对船的作用力,再列出风给船的功率的等式,由数学知识可得.

解答 解:如图示,设船速为v,风对船的作用力为F,空气的密度为ρ,帆的作用面积为S,经过时间△t,

则由动量定理可得:F△t=ρs(v0-v)△t•(v0-v)
由上式得:F=ρs(v0-v)2
风给船的功率为:P=Fv=ρs(v0-v)2•v
由数学知识可知:当v=$\frac{1}{3}$v0时,风给船的功率最大.
答:船的速度为v=$\frac{1}{3}$v0时,风给船的功率最大.

点评 本题考查动量定理在流体中的运用,解题时注意动量定理的理解和数学知识的运用.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

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A.在 AB的连线上a所处的位置电势φa<0
B.a、b整体在  AB连线处具有的电势能Ep>0
C.整个移动过程中,静电力对a做正功
D.整个移动过程中,静电力对a、b整体做正功

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

3.一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其P-T图象如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是(  )
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B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

20.如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是(  )
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.云霄飞车是迪士尼游乐项目之一,其实就是一种过山车,为明白其原理特简化成以下模型:如图所示轨道在竖直面内,由倾斜、圆形、水平三部分组成,其中圆形部分两边的是圆环,中间的是圆管,B、C、D分别是轨道的三个圆形部分的最低点,B、C间距与C、D间距相等,轨道倾斜、圆形部摩擦不计,飞车与轨道的水平部分间的动摩擦因数μ=0.2,半径R1=2.0m、R2=3.0m,整个轨道装置的质量M=4kg,固定在地面上.质量为m=2.0kg的飞车(视为质点,轨道圆管部分的直径比飞车高度略大)从轨道的左侧A点静止滑下,当飞车运动到轨道的第一个圆形部分的最高点时,整个轨道对地刚好无压力,且飞车恰好能过轨道的第二、三个图形部分的最高点.假设水平轨道足够长,轨道的圆形间不互相重叠.重力加速度取g=10m/s2.试求:
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

4.如图7所示,某人从高出水平地面H的坡上a点以速度v0水平击出一个质量为m的高尔夫球,由于风的影响,球竖直地从洞口b落入洞中,洞深h,落入洞底c瞬间的速度为v,在洞中运动过程中空气阻力忽略不计,以地面为参考面,高尔夫球可看作质点.下列正确的是(  )
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B.高尔夫球落入洞底c时的机械能为mg(H+h)+$\frac{1}{2}$mv02
C.从球被击出至落入洞底过程高尔夫球机械能不守恒
D.从球被击出至落入洞口过程减少的重力势能为mgH

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

15.如图所示,x轴上方有宽为L、方向水平向右的匀强电场,一质量为m(重力不计)带电荷量为+q(q>0)的粒子从y轴上的A点以初速度v0沿y轴负方向射入电场.粒子从x轴上的B点沿与x轴正方向成37°角的方向射出电场,并打在x轴下方的接收屏上C点(没画出),已知粒子从B到C的运动时间与粒子在电场中的运行时间相同(sin37°=0.6,cos37°=0.8).
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(3)若粒子是质量为m、带电荷量为+q的液滴,重力加速度为g,若要求液滴也能通过B点,则液滴的初速度应为多少?

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16.某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m.如图1所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验.在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下,

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(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数是变大、弹簧秤b的读数变大(填“变大”、“变小”或“不变”).

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