Question

據(jù)報(bào)道，2004年底,美國(guó)一核潛艇在關(guān)島觸礁,造成多名士兵受傷.假設(shè)當(dāng)時(shí)潛艇的航速是30節(jié),1節(jié)等于1.852千米/小時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為24 000千瓦,潛艇質(zhì)量5 000噸.核潛艇觸礁后在2秒內(nèi)停下,則一個(gè)70 kg的士兵由于慣性和潛艇相撞的撞擊力大約為多大?假設(shè)當(dāng)時(shí)下面的聲吶系統(tǒng)打開,駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為1秒,要避免觸礁至少在距離暗礁多遠(yuǎn)處開始關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)?(假設(shè)水的阻力恒定,除去水的阻力沒有其他阻力)

Answer 1

思路點(diǎn)撥：本題以新的背景材料,把動(dòng)量定理、功率、直線運(yùn)動(dòng)等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)綜合在一起.

解析：(1)潛艇的航速為v= m/s=15.5 m/s

由動(dòng)量定理得F_人t=mv

F_人== N=542.5 N.

(2)潛艇勻速航行時(shí),功率P=Fv知

潛艇的阻力F_阻=F== N=1.56×10⁶ N

由牛頓第二定律知關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后F_阻=Ma

a== m/s²=0.31 m/s²

由制動(dòng)到停下用的時(shí)間為t== s=50 s

距離s=vt₁+t=(15.5×1+×50) m=403 m.

答案：542.5 N   403 m