Question

（2013?咸陽一模）2012年9月25日，我國第一艘航母“遼寧”號開始服役，使我國海軍捍衛國家領海主權的能力有了進一步的提升，飛羽同學在網上查找到了該艦的一些數據如下：

主尺寸	長304米、寬70.5米、吃水10.5米（滿載）
排水量	57000噸（標準）、67500噸（滿載）
動力	4臺蒸汽輪機、147200千瓦
航速	57.6km/h

請你解決下面的問題：（ρ_海水=1.1×10³kg/m³，g=10N/kg，排水量是輪船在滿載時排開水的質量）
（1）蒸汽輪機工作室需要燃燒燃油，燃油是

不可再生

能源（選填“可再生”、“不可再生”）；發動機工作時，做功沖程把內能轉化為

機械能

．
（2）該艦滿載時艦底所受到的壓強有多大？
（3）該艦滿載時所受的浮力有多大？
（4）若該艦以最大航速勻速直線行駛，受到的阻力是多少？

Answer 1

分析：（1）能在自然界源源不斷的獲得的是可再生能源；在短時間內不能在自然界獲得補充的屬于不可再生能源；發動機的做功沖程把內能轉化為機械能；
（2）知道航母的吃水深度，利用液體壓強公式求該艦滿載時的艦底所受海水的壓強；
（3）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；
（4）知道航母功率，利用P=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）燃油是不可能在自然界短時間內得到補充，因此燃油是不可再生能源；發動機工作時，做功沖程把內能轉化為機械能；
（2）該艦滿載時艦底所受到的壓強：
p=ρgh=1.1×10³kg/m³×10N/kg×10.5m=1.155×10⁵Pa；
（3）滿載時的排水量：
m_排=67500t=67500×10³kg，
該艦滿載時所受的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=67500×10³kg×10N/kg=6.75×10⁸N；
（4）該艦最大航速勻速直線行駛時的速度：
v=57.6km/h=16m/s，
∵P=Fv，
∴該艦的動力：
F=

P

V

=

147200×103W

16m/s

=9.2×10⁶N，
∵勻速前進，
∴該艦所受阻力f=F=9.2×10⁶N．
答：（1）不可再生；機械能；
（2）該艦滿載時艦底所受到的壓強為1.155×10⁵Pa；
（3）該艦滿載時所受的浮力為6.75×10⁸N；
（4）若該艦以最大航速勻速直線行駛，受到的阻力是9.2×10⁶N．

點評：本題考查了學生對能源的分類、能量的轉化、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．