(14分)一艘帆船在湖面上順風(fēng)行駛,在風(fēng)力的推動下做速度的勻速直線運動。已知:該帆船在勻速行駛的過程中,風(fēng)突然停止,經(jīng)過8秒鐘帆船能夠恰好靜止在水面上;該帆船的帆面正對風(fēng)的有效面積為S=10m,帆船的質(zhì)量M約為940kg,當時的風(fēng)速,假設(shè)帆船在行駛的過程中受到水的阻力始終恒定不變,風(fēng)撞擊帆面之后相對于船的速度不計,那么由此估算:

   

(1)帆船在勻速行駛時,受到的風(fēng)的推力和水的阻力分別為多大?

(2)空氣的密度約為多少?

解析

(1)風(fēng)突然停止,船體只受到水的阻力f做減速運動

船體加速度大。

∴船體只受到水的阻力:

帆船在勻速運動時受到風(fēng)的推力和水的阻力而平衡,所以:

帆船受到風(fēng)的推力大小:

(2)(特別說明:沒有相應(yīng)的估算過程,直接寫出空氣密度的不能得分)

在單位時間內(nèi),對吹入帆面的空氣(柱)應(yīng)用動量定理有:

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