Question

【題目】圖甲是我國首艘國產航母﹣001A型航空母艦，它屬于中型常規動力航母。該航母滿載時的總質量為7×104t，航母上配置了滑躍式起飛的殲﹣15艦載機，每架艦載機的質量為30t，艦載機與航母甲板的總接觸面積為6000cm2．2018年5月13日該航母再次下水進行試航，航母在10min內航行了6km。如圖乙所示是該航母試航過程中牽引力F與航行速度ν的關系圖象。（ρ水=1.0×103kg/m3）

試計算：

（1）航母試航時的平均速度是多少？

（2）航母滿載時排開水的體積是多少？

（3）每架艦載機對航母甲板的壓強是多少？

（4）試航過程中，航母的牽引力所做的功是多少？

Answer 1

【答案】（1）36km/h（2）7×104m3（3）5×105 Pa（4）3.24×1012J

【解析】

（1）已知航母下水進行試航時的時間和里程，利用速度公式計算速度；

（2）根據物體漂浮條件和重力公式可求航母滿載時受到的浮力，根據阿基米德原理可求航母滿載時排開水的體積；

（3）已知艦載機總質量，根據 求重力，艦載機靜止時，對甲板的壓力等于重力，已知和甲板的總接觸面積，根據求在航母甲板上的殲﹣10C艦載機對甲板的壓強；

（4）根據航母試航過程中牽引力F與航行速度ν的關系圖象得出牽引大小，然后利用 計算試航過程中，航母的牽引力所做的功。

（1）航母試航時的平均速度：；

（2）航母滿載時漂浮在海面上，故受到的浮力：

，

根據 可得，航母滿載時排開水的體積： ；

（3）每架艦載機的重力： ，

艦載機在航母甲板上靜止時，艦載機對甲板的壓力： ，

與甲板的總接觸面積約為 ，

則每架艦載機對航母甲板的壓強：；

（4）由乙圖可知，當航行速度v=10m/s時，牽引力F=5.4×108N，

所以試航過程中，航母的牽引力所做的功： 。

答案：（1）36km/h（2）7×104m3（3）5×105 Pa（4）3.24×1012J