Question

9．2012年9月“遼寧號”航母，交付中國人民解放軍海軍，成為中國第一艘現代航母，“遼寧號”航母全長304米，寬70.5米，排水量（滿載時排開水的質量）67500噸，其動力為蒸汽輪機，推動功率為1.5×10⁵瓦，最大航速約為54千米/時．
請根據這些信息計算：
（1）該航母滿載時，受到的浮力是多少？排開海水的體積是多少？
（海水密度約為1.0×10³千克/米³，g=10牛/千克）
（2）中國航母艦載機殲-15于2012年11月23日上午降落在“遼寧艦”甲板上，首降成功，當艦載機殲-15降落航母后，航母底部受到的水的壓強變大（填“變大、變小或不變”）和航母受到的浮力變大 （選填“變大、變小或不變”）．

Answer 1

分析 （1）航空母艦所受的浮力等于滿載時的排開水的重力，根據G=mg求出其大小，再根據阿基米德原理求出航空母艦排開海水的體積；
（2）判斷液體的壓強，利用公式p=ρgh，本題中，液體密度不變，只要根據航母底部所處水深的變化，就可判斷所受壓強的變化．
航母處于漂浮狀態，浮力等于重力，根據重力的變化分析浮力的大小變化．

解答 解：（1）該航母滿載時，受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=67500×1000kg×10N/kg=6.75×10⁸N，
排開海水的體積：
由F_浮=ρ_水gV_排可得，
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6.75×1{0}^{8}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6.75×10⁴m³；
（2）艦載機降落航母后，整個航母會下沉一些，也就是航母底部所處水深增大，從公式p=ρgh知，ρ一定，h增大，所以p變大；
當艦載機殲-15降落航母前后，航母都處于漂浮狀態，浮力始終等于重力，艦載機降落航母，航母總重增大，所以浮力相應變大．
答：（1）該航母滿載時，受到的浮力是6.75×10⁸N，
排開海水的體積是6.75×10⁴m³；
（2）變大；變大．

點評 本題考查了學生對阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液V_排g、做功公式和二力平衡條件的掌握和運用，關鍵是對排水量的理解（滿載時排開水的質量）．