Question

16．如圖所示的防空導(dǎo)彈驅(qū)逐艦被譽(yù)為“中華神盾”．它滿載時(shí)總重約為6×10⁷N，驅(qū)逐艦滿載以36km/h的速度勻速直線航行時(shí)，受到的阻力是6×10⁵N，如果以這個(gè)速度勻速航行10h消耗燃油12t．問(wèn)：
（1）驅(qū)逐艦滿載時(shí)受到的浮力為多少？
（2）航行時(shí)驅(qū)逐艦克服阻力做了多少功？
（3）整個(gè)航行過(guò)程中驅(qū)逐艦的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知驅(qū)逐艦受到的重力，根據(jù)物體的浮沉條件F_浮=G可求出驅(qū)逐艦滿載時(shí)受到的浮力；
（2）根據(jù)速度的變形公式求出10h行駛的路程，根據(jù)W=fs計(jì)算驅(qū)逐艦克服阻力做的功（有用能量）；
（3）根據(jù)Q_放=mq可求出燃油完全燃燒放出的熱量（總能量），再根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$計(jì)算整個(gè)航行過(guò)程中驅(qū)逐艦的效率．

解答 解：
（1）因?yàn)轵?qū)逐艦處于漂浮狀態(tài)，
所以，驅(qū)逐艦滿載時(shí)受到的浮力：F_浮=G=6×10⁷N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，驅(qū)逐艦10h通過(guò)的路程：
s=vt=36km/h×10h=360km=3.6×10⁵m；
驅(qū)逐艦克服阻力做功：
W=fs=6×10⁵N×3.6×10⁵m=2.16×10¹¹J；
（3）12t燃油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq_燃油=12×10³kg×4×10⁷J/kg=4.8×10¹¹J，
整個(gè)航行過(guò)程中驅(qū)逐艦的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{11}J}{4.8×1{0}^{11}J}$×100%=45%．
答：（1）驅(qū)逐艦滿載時(shí)受到的浮力為6×10⁷N；
（2）航行時(shí)驅(qū)逐艦克服阻力做了2.16×10¹¹J的功；
（3）整個(gè)航行過(guò)程中驅(qū)逐艦的效率是45%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物體的浮沉條件的應(yīng)用、路程的計(jì)算、功的計(jì)算、熱機(jī)效率的計(jì)算，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)．