Question

中国第一艘航母﹣﹣“辽宁舰”已于2012年10月正式服役，其最大吃水深度为10.5m（指最底部到水面的竖直距离），排水量达6.7×10⁴t，舰载机50余架，它将为保护我国领土领海发挥重要的作用．（取ρ海水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）

（1）每次战机从甲板起降前，机组成员要对甲板进行地毯式排查．已知飞行甲板长300m，排查时人的行走速度约为1.5m/s，则船员从船头到船尾进行一次排查需要多长时间？
（2）当“辽宁舰”达到最大吃水深度时，其底部受到海水的压强为多大？
（3）当一架质量为20t的舰载机起飞后，航母排开海水的体积减小了多少？

Answer 1

（1）船员从船头到船尾进行一次排查需要的时间t==200s；
（2）其底部受到海水的压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10.5m=1.05×10⁵Pa；
（3）∵F_浮=G_舰载机=ρ_海水gV_排，
∴排开海水体积减小量：△V_排===20m³．
答：（1）则船员从船头到船尾进行一次排查需要200s长时间．
（2）此时航母底部受到海水的压强为1.05×10⁵Pa；
（3）航母排开海水的体积减小了20m³．

（1）欲求时间，已知路程与速度的大小，可直接利用速度的计算公式求出；（2）海水的压强可利用液体压强公式直接求出；（3）舰载机起飞后，航母受到的浮力就会减小，排开的液体的体积也会减少，故排开液体体积的减少量可通过阿基米德原理进行计算得出。