Question

(14分)一艘帆船在湖面上順風行駛，在風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，風突然停止，經過8秒鐘帆船能夠恰好靜止在水面上；該帆船的帆面正對風的有效面積為S=10m，帆船的質量M約為940kg，當時的風速，假設帆船在行駛的過程中受到水的阻力始終恒定不變，風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，受到的風的推力和水的阻力分別為多大？

（2）空氣的密度約為多少？

Answer 1

解析：

（1）風突然停止，船體只受到水的阻力f做減速運動

船體加速度大小：

∴船體只受到水的阻力：

帆船在勻速運動時受到風的推力和水的阻力而平衡，所以：

帆船受到風的推力大小：

（2）（特別說明：沒有相應的估算過程，直接寫出空氣密度的不能得分）

在單位時間內，對吹入帆面的空氣（柱）應用動量定理有：