Question

5．2017年4月26日上午，中國第二艘航空母艦在中國船舶重工集團公司大連造船廠舉行下水儀式，頓時國內掀起了新一輪的航母熱．小志同學在網上找了我某一艘航母一些參數如下：

艦長	302m（全長）	吃水深度	10.0m（滿載）
艦寬	70.5m	排水量	67000t（滿載）
功率	147200kW	飛行甲板	長 300m、寬 70m
機庫	長 152m、寬 26m、高 7m	最大航速	57.6km/h

請你解決下面問題：
（1）該艦滿載時所受浮力有多大？
（2）若該艦在海上以最大航速勻速前進，則它受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）知道航母滿載排水量（排開水的質量），利用阿基米德原理求該艦滿載時所受浮力；
（2）知道航母功率，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求勻速航行時的動力，由于勻速前進該艦所受阻力等于動力．

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）最大航速v_max=57.6km/h=57.6×$\frac{1}{3.6}$m/s=16m/s，
功率P=147200kW=1.472×10⁸W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，
該艦以最大航速勻速前進時牽引力：
F=$\frac{P}{{v}_{max}}$=$\frac{1.472×1{0}^{8}W}{16m/s}$=9.2×10⁶N，
因為航空母艦勻速前進，
所以該艦所受阻力f=F=9.2×10⁶N．
答：（1）該艦滿載時所受浮力有6.7×10⁸N；
（2）若該艦在海上以最大航速勻速前進，則它受到的阻力是9.2×10⁶N．

點評 本題考查了學生對阿基米德原理、液體壓強公式、功率公式的掌握和運用，要利用好功率推導公式P=Fv，能從航母參數表中得出相關信息是本題的關鍵．