Question

【题目】如图所示，它是我国第一艘航空母舰﹣﹣辽宁舰，如表是该航母的主要参数值．（g取10N/kg，海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3）

主要参数值
航母满载时总质量（包括舰载飞机）	6.75×107kg
每架舰载飞机的质量	5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000cm2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3.6×108N

求：
（1）每架舰载飞机对甲板的压强；
（2）航母所受的浮力；
（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km．求此过程中航母牵引力的功率；
（4）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？

Answer 1

【答案】
（1）每架舰载飞机对甲板的压力：

F=G飞机=m飞机g=5150kg×10N/kg=5.15×104N，

每架舰载飞机对甲板的压强：

p= = =1.03×105Pa

答：每架舰载飞机对甲板的压强为1.03×105Pa

（2）航母的总重力：G航母=m航母g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N，

因为航母漂浮，所以F浮=G航母=6.75×108N

答：航母所受的浮力为6.75×108N

（3）因为航母匀速行驶，

所以根据二力平衡条件可得：F牵=f=3.6×108N，v=54km/h=15m/s；

则牵引力的功率：P=F牵v=3.6×108N×15m/s=5.4×109W

答：此过程中航母牵引力的功率为5.4×109W

（4）一架舰载飞机起飞前后，航母受到的浮力分别为：

F浮=G航母=ρ液gV排，F浮′=G航母﹣G飞机=ρ液gV排′，

根据阿基米德原理可得排开海水的体积减少量：

△V=V排﹣V排′= ﹣ = = =5m3．

答：若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了5m3．

【解析】（1）舰载飞机对甲板的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出受到的压强；（2）根据G=mg求出航母所受的总重力，利用物体漂浮的条件求出浮力的大小；（3）航母正常航行速度匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据P= = =Fv求出牵引力的功率；（4）舰载飞机起飞前后，航母始终漂浮，根据阿基米德原理分别求出排开水的体积，两者之差即为航母排开海水减少的体积．
【考点精析】关于本题考查的压强的大小及其计算和阿基米德原理，需要了解压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正确答案．