Question

“遼寧”號(hào)是我國(guó)第一艘航母，中國(guó)人實(shí)現(xiàn)了百年夢(mèng)想．小龍同學(xué)在網(wǎng)上找到了該航母的一些參數(shù)如下：（g=10N/kg）

艦長(zhǎng)	302m（全長(zhǎng)）	吃水深度	10.0m（滿載）
艦寬	70.5m	排水量	67000噸（滿載）
功率	147200KW	飛行甲板	長(zhǎng)300m．寬70m
機(jī)庫(kù)	長(zhǎng)152m．寬26m．高7m	最大航速	57.6km/h

問：（1）該艦滿載時(shí)所受浮力有多大？
（2）該艦滿載時(shí)的艦底所受海水的壓強(qiáng)有多大？（ρ_海水=1.1×10³kg/m³）
（3）若該艦在海上以最大航速勻速前進(jìn)，則它受到的阻力是多大？
（4）航母航行1分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功多大？

Answer 1

分析：（1）知道航母滿載排水量（排開水的質(zhì)量），利用阿基米德原理求該艦滿載時(shí)所受浮力；
（2）知道航母的吃水深度（艦底所處深度），利用液體壓強(qiáng)公式求該艦滿載時(shí)的艦底所受海水的壓強(qiáng)；
（3）知道航母功率，利用P=Fv求勻速航行時(shí)的動(dòng)力，由于勻速前進(jìn)該艦所受阻力等于動(dòng)力．
（4）知道航母功率和時(shí)間，利用W=Pt求發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功．

解答：解：（1）m_排=67000t=67000×10³kg，
航母所受浮力：F_浮=G_排=m_排g=67000×10³kg×10N/kg=6.7×10⁸N；
（2）p═ρ_海水gh=1.1×10³kg/m³×10N/kg×10m=1.1×10⁵Pa；
（3）∵P=Fv，
∴該艦以最大航速勻速前進(jìn)，牽引力：
F=

P

vmax

=

147200×103W×3600S

57.6×103m

=9.2×10⁶N，
∵勻速前進(jìn)
∴該艦所受阻力f=F=9.2×10⁶N．
（4）發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功：W=Pt=147200×10³w×60s=8.8×10⁹J．
答：（1）該艦滿載時(shí)所受浮力為有6.7×10⁸N；
（2）該艦滿載時(shí)的艦底所受海水的壓強(qiáng)為1.1×10⁵Pa；
（3）若該艦在海上以最大航速勻速前進(jìn)，則它受到的阻力是9.2×10⁶N．
（4）發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為8.8×10⁹J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、功率公式的掌握和運(yùn)用，要利用好功率推導(dǎo)公式P=Fv，能從航母參數(shù)表中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．