Question

【題目】如圖所示，我國(guó)“殲15”艦載機(jī)已在“遼寧艦”上成功起降，“遼寧艦”成為真正意義上的航母．“遼寧艦”的有關(guān)參數(shù)如表所示．

滿載排水量Gm（t）	67500	最大功率Pm（kW）	1.5×105
動(dòng)力提供（燃料）	重油	最高航速vm（km/h）	54
最大艦長(zhǎng)Lm（m）	304	最大艦寬dm（m）	70.5
發(fā)動(dòng)機(jī)效率η（%）	25	最大艦載機(jī)數(shù)量nm（架）	30

已知海水密度ρ海水=1.1×103kg/m3 ， 重油的熱值q=4.0×107J/kg．求：

（1）“遼寧艦”滿載時(shí)受到海水的浮力；
（2）“遼寧艦”發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率、最高航速航行時(shí)提供的牽引力；
（3）“遼寧艦”以最大功率、最高航速航行1500km所需要燃燒重油的質(zhì)量．

Answer 1

【答案】
（1）解：m排=67500t=67500×103kg，

遼寧艦所受浮力：

F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N

（2）解：遼寧艦最高航速v=54km/h=15m/s，

由P= = =Fv可得牽引力：

F= = ═1×107N

（3）解：在這種狀態(tài)下勻速航行1500km，需要的機(jī)械能（牽引力做的功）：

W=Fs=1×107N×1500×103m=1.5×1013J；

遼寧艦發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=25%，因此需要重油放出的熱量：

Q= = =6×1013J；

由Q=qm可得，需要完全燃燒重油的質(zhì)量：

m= = =1.5×106kg=1.5×103t

【解析】（1）知道遼寧艦滿載排水量（排開(kāi)水的質(zhì)量），利用阿基米德原理求該艦滿載時(shí)所受浮力；（2）知道遼寧艦最高航速，利用P=Fv求此時(shí)的牽引力；（3）知道行駛的距離，利用W=Fs計(jì)算遼寧艦做的有用功（有用能量）；根據(jù)效率公式求燃料完全燃燒放出的熱量（總能量），再利用Q=mq求至少需要燃燒重油的質(zhì)量．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用物體的浮沉條件及其應(yīng)用和功率的計(jì)算與測(cè)量的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握物體的浮沉條件：浸沒(méi)在液體中的物體 F�。綠 時(shí)上浮，F(xiàn)浮 = G 時(shí)懸浮，F(xiàn)浮 ＜G 時(shí)下沉．物體浮沉條件的應(yīng)用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計(jì)（密度計(jì)的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無(wú)單位．）；功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．