Question

9．自釣魚島事件發(fā)生后，中國派出先進(jìn)的海監(jiān)船在釣魚島附近海域巡航，“中國海監(jiān)50”是中國海監(jiān)船建設(shè)項(xiàng)目二期工程中噸位最大、科技含量最高的一艘船，型長98米，型寬15.2米，型深7.8米，排水量4000噸．該船在其姐妹船“中國海監(jiān)83”的基礎(chǔ)上對(duì)一些重要設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)改造，對(duì)艙室布置作了優(yōu)化調(diào)整，采用了當(dāng)今世界先進(jìn)的ABB電力全回轉(zhuǎn)推進(jìn)系統(tǒng)，最大航速18節(jié)，續(xù)航力大于8000海里，自持力60天．（海水的密度為1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）
①滿載時(shí)，“中國海監(jiān)50”船受到的浮力有多大？
②若船底某處距海面的深度為6m處有一個(gè)面積為50cm²的觀察窗，則該觀察窗受到海水的壓力是多少？
③從某一時(shí)刻開始，“中國海監(jiān)50”受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示，“中國海監(jiān)50”的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示．
A50s到100s內(nèi)“中國海監(jiān)50”運(yùn)動(dòng)的路程為多少？
B第50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力的功率為多少？

Answer 1

分析 （1）輪船的排水量是輪船滿載時(shí)，排開水的質(zhì)量．知道輪船的排水量，求出輪船受到的浮力．
（2）知道船底的深度和水的密度，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式求出液體壓強(qiáng)，然后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計(jì)算觀察窗受到海水的壓力．
（3）從甲圖上讀出牽引力，從乙圖上讀出速度，利用v=$\frac{s}{t}$計(jì)算路程；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出功率．

解答 解：（1）船的排水量為：m_排=4000t=4×10⁶kg，
滿載時(shí)，“中國海監(jiān)50”所受到的浮力為：
F_浮=G_排=m_排g=4×10⁶kg×10N/kg=4×10⁷N．
（2）船底某處的壓強(qiáng)為：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×6m=6×10⁴Pa，
根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得，該觀察窗受到海水的壓力：F=pS=6×10⁴Pa×50×10^-4m²=300N；
（3）由乙圖知，“中國海監(jiān)50”在第50s鐘到100s鐘內(nèi)勻速行駛，船的速度是v=0.5m/s，
則根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，50s到100s內(nèi)“中國海監(jiān)50”運(yùn)動(dòng)的路程為：s=vt=0.5m/s×50s=25m，
由甲圖知，“中國海監(jiān)50”在第50s鐘到100s鐘內(nèi)的牽引力：F=8×10⁸N，
牽引力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=8×10⁸N×0.5m/s=4×10⁸W．
答：（1）滿載時(shí)，“中國海監(jiān)50”船受到的浮力是4×10⁷N．
（2）該觀察窗受到海水的壓力是300N．
（3）A、50s到100s內(nèi)“中國海監(jiān)50”運(yùn)動(dòng)的路程為25m；
B、第50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力的功率為4×10⁸W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力和壓強(qiáng)的簡單計(jì)算，最后根據(jù)甲乙兩圖找出牽引力和速度有些難度，以后注意從圖上搜尋有用信息．