Question

18．如圖是我國(guó)新型氣墊登陸船，該船滿載后的總質(zhì)量為160t．
（1）一艘滿載的氣墊船停在水平地面上時(shí)，與地面間的總接觸面積為80m²，那么它對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少Pa？如滿載的氣墊船漂浮在水面上受到的浮力為多少N？（g=10N/kg）
（2）氣墊船入水后，啟動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，通過向下噴氣將船身勻速抬高2.15m，若整個(gè)過程中沒有能量損失，則抬高一次需要消耗多少千克的柴油？（柴油的熱值q_柴油=4.3×10⁷J/kg）
（3）氣墊船以30m/s的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若受到的阻力始終為7.2×10⁴N，那么推力的功率為多少？

Answer 1

分析 （1）知道船滿載時(shí)的總質(zhì)量，根據(jù)G=mg求總重力；滿載時(shí)對(duì)地面的壓力等于重力，接觸面積（受力面積）已知，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；根據(jù)物體漂浮條件求解浮力大�。�
（2）根據(jù)W=Gh求出抬高一次需要做的功，若整個(gè)過程中沒有能量損失，Q=W，然后利用Q=mq求需要消耗的柴油質(zhì)量．
（3）知道氣墊船和推力，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv即可求功率．

解答 解：（1）滿載時(shí)的總重G=m_總g=160×1000kg×10N/kg=1.6×10⁶N；
滿載時(shí)對(duì)地面的壓力：F_滿載=G=1.6×10⁶N，
滿載時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{滿載}}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{6}N}{80{m}^{2}}$=2×10⁴Pa；
滿載的氣墊船漂浮在水面上，受到的浮力：
F_浮=G=1.6×10⁶N；
（2）抬高一次需要做的功W=Gh=1.6×10⁶N×2.15m=3.44×10⁶J；
由于Q_放=W，則由Q_放=mq得：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.44×1{0}^{6}J}{4.3×1{0}^{7}J/kg}$=0.08kg=80g．
（3）推力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=7.2×10⁴N×30m/s=2.16×10⁶W．
答：（1）它對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×10⁴Pa；
（2）抬高一次需要消耗80g柴油；
（3）推力的功率為2.16×10⁶W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件、功和功率公式的了解與掌握，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，有一定難度，熟練運(yùn)用各種公式、知道靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力等于其自身重力是解答本題的關(guān)鍵．