【題目】2015年,南通建造的世界首座海洋生活平臺“希望7號”出海試航.若試航中平臺的排水量為2.5×104t,以5m/s的速度勻速直線航行5km,所受阻力是平臺重的0.016倍.取g=10N/kg,q燃油=4×107J/kg.求:

(1)平臺受到的浮力;

(2)平臺所受牽引力的功率;

(3)若平臺燃油機動力系統(tǒng)效率為40%,該試航過程至少需要燃燒的燃油質(zhì)量.

【答案】(1)平臺受到的浮力2.5×108N;

(2)平臺所受牽引力的功率2×107W;

(3)若平臺燃油機動力系統(tǒng)效率為40%,該試航過程至少需要燃燒的燃油質(zhì)量為1.25×103kg.

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)阿基米德原理F=G即可求出浮力;

(2)根據(jù)二力平衡求出牽引力的大小,利用W=Fs求出牽引力做的功,由t=求出航行時間,利用P=求出功率;

(3)根據(jù)Q=求出燃油放出的熱量,再利用m=即可求出燃油質(zhì)量.

解:(1)平臺的排水量為m=2.5×104t=2.5×107kg,

根據(jù)阿基米德原理可知,

平臺受到的浮力F=G=mg=2.5×107kg×10N/kg=2.5×108N.

(2)平臺漂浮時,G=F=2.5×108N,

平臺所受的阻力f=nG=0.016×2.5×108N=4×106N,

因為平臺勻速直線航行,根據(jù)二力平衡條件,

平臺所受的牽引力F=f=4×106N,

平臺航行的路程s=5km=5×103m,

牽引力做的功W=Fs=4×106N×5×103m=2×1010J,

由v=得,t===1×103s,

則平臺所受牽引力的功率P===2×107W.

(3)由η=得,

燃油燃燒放出的熱量Q===5×1010J

由Q=mq得,

燃油質(zhì)量m===1.25×103kg.

答:(1)平臺受到的浮力2.5×108N;

(2)平臺所受牽引力的功率2×107W;

(3)若平臺燃油機動力系統(tǒng)效率為40%,該試航過程至少需要燃燒的燃油質(zhì)量為1.25×103kg.

練習(xí)冊系列答案
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求:(1)電阻R1的阻值.

(2)通電10秒,電流通過電阻R2所做的功.

(3)在電表量程可以改變的情況下,是否存在某種可能,改變滑片P的位置,使兩電壓表指針偏離零刻度的角度恰好相同?如果不可能,請說明理由;如果可能,請計算出滑動變阻器連入電路中的阻值。

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表一

分析上述實驗數(shù)據(jù),第一組的同學(xué)得出實驗結(jié)論:物體重力的大小與物體的形狀有關(guān)。這個結(jié)論是否可靠_________(選填“可靠”或“不可靠”),理由是_____________________。

第二組:探究物體的重力的大小跟物體的質(zhì)量的關(guān)系,實驗裝置如下圖,實驗過程中他將實驗數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計的表二中。

表二

(1)請你在方格紙中作出關(guān)于Gm的關(guān)系圖像___________

(2)分析實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論:_____________________________________。

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(3)如果將兩邊的吊盤掛在小車一端的同一掛鉤上,且沿同一方向拉小車,可以發(fā)現(xiàn)小車不會靜止,這是為了表明小車受到的二力若平衡,必須滿足_____________這一條件而設(shè)計的一個步驟。

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