Question

（2013?山西模擬）中國首艘航空母艦“遼寧”號正式交接入列和殲-15艦載戰斗機成功起降，對于有效維護國家主權、促進世界和平與共同發展，具有重要意義．據了解，該航母長304m，寬70.5m，滿載時吃水深度11m；若殲-15戰斗機的質量為3.3×10⁴ kg，輪胎與甲板總接觸面積6000cm²，戰斗機在約為2.5×10⁵N推力作用下滑跑20m用時5s．求：（g=10N/kg，ρ_海水=1.03×10³kg/m³）
（1）戰斗機停在甲板上對甲板的壓強；
（2）推力做功的功率；
（3）滿載時海水對艦底的壓強．

Answer 1

分析：（1）戰機對航母的壓力和自身的重力相等，根據G=mg求出其大小，再根據壓強公式求出受到的壓強；
（2）根據W=Fs求出推力做的功，再根據P=

W

t

求出推力做功的功率；
（3）知道滿載時吃水深度，根據p=ρgh求出海水對艦底的壓強．

解答：已知：h=11m，m=3.3×10⁴ kg，S=6000cm²=0.6m²，F=2.5×10⁵N，s=20m，t=5s，g=10N/kg，ρ_海水=1.03×10³kg/m³
求：（1）戰斗機停在甲板上對甲板的壓強p₁；
（2）推力做功的功率P；
（3）滿載時海水對艦底的壓強p₂．
解：（1）戰斗機對甲板的壓力：
F₁=G=mg=3.3×10⁴kg×10N/kg=3.3×10⁵N，
對甲板的壓強：
p₁=

F1

S

=

3.3×105N

0.6m2

=5.5×10⁵Pa；
（2）推力做的功：
W=Fs=2.5×10⁵N×20m=5×10⁶J，
推力所做的功率：
P=

W

t

=

5×106J

5s

=10⁶W；
（3）滿載時海水對艦底的壓強：
p₂=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×11m=1.133×10⁵Pa．
答：（1）戰斗機停在甲板上對甲板的壓強為3.3×10⁵N；
（2）推力做功的功率為10⁶W；
（3）滿載時海水對艦底的壓強1.133×10⁵Pa．

點評：本題考查了固體壓強和液體壓強、功率的計算，關鍵是公式及其變形式的靈活應用，計算過程要注意單位的換算．