Question

有一艘停在碼頭的遠(yuǎn)洋貨輪的側(cè)面與海平面成θ=37⁰，如圖所示。一質(zhì)量為m=0.5kg的冰塊（內(nèi)有氣泡）從船底貼著船的側(cè)面加速上浮，它受到的浮力大小為F=10N，已知冰塊與船的側(cè)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，船的側(cè)面水下部分長(zhǎng)為L=4m，取g=10m/s²，sin37⁰=0.6。

（1）畫出冰塊的受力示意圖；

（2）計(jì)算冰塊運(yùn)動(dòng)的加速度；

（2）求出冰塊從船底浮出水面所用的時(shí)間。

Answer 1

 

（1）如圖所示。（3分）

（2）以冰塊為研究對(duì)象，受力分析如圖，設(shè)向上浮力為F，滑動(dòng)摩擦力為F_f，彈力為F_N，由牛頓第二定律，得：（F-mg）cos53⁰-μ（F-mg）sin53⁰=ma    （3分）

代入數(shù)據(jù)，得a=2m/s²    （3分）

（3）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得L=at²   （2分）

代入數(shù)據(jù)，得t=2s  （2分）