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  • 一只船在水中航行時所受阻力與其速度成正比.現(xiàn)此船由靜止開始沿直線航行,若保持牽引力恒定,經(jīng)過時間t1后,速度為v,加速度為a1,最終以速度2v勻速運動;若保持牽引力的功率恒定,

    一只船在水中航行時所受阻力與其速度成正比.現(xiàn)此船由靜止開始沿直線航行,若保持牽引力恒定,經(jīng)過時間t1后,速度為v,加速度為a1,最終以速度2v勻速運動;若保持牽引力的功率恒定,經(jīng)過時間t2后,速度為v,加速度為a2,最終也以2v的速度勻速運動,則有( ?。?br/>A. t1=t2
    B. a2=2a1
    C. t1<t2
    D. a2=3a1
    物理人氣:245 ℃時間:2019-10-23 04:22:12
    優(yōu)質(zhì)解答
    1、先討論B和D選項的加速大?。?br>以恒定的牽引力啟動經(jīng)過時間t1時滿足方程:
    F-kv=ma1----①
    以2v的速度作勻速運動時滿足方程:
    F-k2v=0----②
    由①②兩式可得
    kv=ma1----③
    船以恒定的功率啟動經(jīng)過時間t2時,設(shè)牽引力為F′,則
    F′-kv=ma2----④
    設(shè)恒定功率為P,則
    P=F′v----⑤
    由于功率一定,兩次最終也以2v的速度作勻速運動,勻速運動時滿足方程:
    P=F2v----⑥
    由⑤⑥兩式得:
    F′=2F代入④得
    2F-kv=ma2----⑦
    將②代入上式得
    3kv=ma2----⑧
    由③⑧兩式相比可得:
    a2=3a1
    故B錯誤D正確.
    2、再討論A和C選項的時間大?。?br>關(guān)于時間的比較用v-t圖象加以分析比較方便.畫出兩船的v-t圖象,圖線的斜率等于其加速度,注意利用速度均為v時,a2=3a1;速度為2v時,均勻速運動,故得圖線如圖所示,圖中甲表示以恒定牽引力啟動,乙表示以恒定功率啟動.
      由圖可知,開始階段,乙的加速度是甲的3倍,乙的速度增加比甲快,乙的位移大于甲,速度達到v時,從圖中很直觀看出t1>t2,故AC錯誤.
    綜上所述,本題的正確答案應(yīng)是D.
    故選:D.
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