Question

13．南海爭端引國人矚目，中國海軍正在加緊國產(chǎn)航空母艦的建設(shè)完善，某航母的部分參數(shù)如表：

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	167200kW	飛行甲板	長300m、寬70m
機庫	長152米、寬26米、 高7米	最大航速	54km/h

已知ρ_海水=1.1×10³kg/m³，取g=10N/kg，通過計算回答：
（1）該航母滿載時，受到海水的浮力是多大？
（2）該航母在海上以最大航速勻速前進(jìn)，所受阻力是1×10⁷N，航行1min克服阻力做功多少焦？此時的功率是多少？

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所受浮力；
（2）已知最大航速和時間，利用v=$\frac{s}{t}$求出行駛的距離，已知阻力，利用二力平衡得出牽引力，然后利用W=Fs求出克服阻力做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$求解功率．

解答 解：（1）由表知，m_排=67000t=6.7×10⁷kg，
航母所受浮力：F_浮=G_排=m_排g=6.7×10⁷kg×10N/kg=6.7×10⁸N；
（2）v=54km/h=15m/s，t=1min=60s，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求可得行駛的距離：s=vt=15m/s×60s=900m，
該航母在海上以最大航速勻速前進(jìn)，則牽引力：F=f=1×10⁷N，
航行1min克服阻力做功：W=Fs=1×10⁷N×900m=9×10⁹J，
此時的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{9}J}{60s}$=1.5×10⁸W．
答：（1）該航母滿載時，受到海水的浮力是6.7×10⁸N；
（2）該航母航行1min克服阻力做功9×10⁹J，此時的功率是1.5×10⁸W．

點評 此題考查浮力大小的計算、功和功率的計算，涉及到速度公式及其應(yīng)用、二力平衡條件及其應(yīng)用，是一道綜合性較強的題目，關(guān)鍵是公式的靈活運用．