Question

（本题17分）钓鱼岛是我国固有领土，决不允许别国侵占，近期，为提高警惕保卫祖国，我国海军为此进行了登陆演练．如图所示，假设一艘战舰因吨位大吃水太深，只能停锚在离海岸登陆点s＝1km处．登陆队员需要从较高的军舰甲板上，利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标，若绳索两端固定好后，与竖直方向的夹角θ＝30°，为保证行动最快，队员甲先无摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦匀减速滑至快艇，速度刚好为零，在队员甲开始下滑时，队员乙在甲板上同时开始向快艇以速度v0＝3 m/s平抛救生圈，第一个刚落到快艇，接着抛第二个，结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇，若人的质量为m，重力加速度g＝10 m/s2，问：

（1）军舰甲板到快艇的竖直高度H及队员甲在绳索上运动的时间t0；

（2）若加速过程与减速过程中的加速度大小相等，则队员甲在何处速度最大？最大速度是多大？

（3）若快艇额定功率为5 kW，载人后连同装备总质量为103 kg，从静止开始以最大功率向登陆点加速靠近，到达岸边时刚好能达到最大速度10 m/s，快艇在水中受到的阻力恒定，求快艇运动的时间t′.

 

Answer 1

（1）16.2 m 3.6 s （2）绳索中点处 10.39 m/s （3）110 s

【解析】

试题分析：设救生圈做平抛运动的时间为t，有H＝gt2 ①

Htan θ＝v0t ②

设人下滑时间为t0，由题意知：t0＝2t ③

联立①②③得：H＝16.2 m，t0＝3.6 s

（2）由几何关系得：绳索长L＝H/cos 30°＝18.7 m.

因加速过程与减速过程的加速度大小相等，所以，甲在绳索中点处速度最大，

由vmt×2＝L 得vm＝＝10.39 m/s

（3）加速过程有

匀速时 联立解得：

考点： 本题考查平抛运动规律、运动学公式和功率表达式的应用。