题目内容

为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅,中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权,如图所示.“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,最大航速13.5节(约25km/h),续航力15000海里,是一艘装备精良的现代化综合海监船.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力有多大?
(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?
(3)“向阳红06”船在某处执行任务时,以18km/h的速度匀速航行6小时,巡航的路程为多少km?若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿,则这一过程中船的推进力所做的功为多少?
(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力为4.9×107N;
(2)该处受到海水的压强是6×104Pa;
(3)巡航的路程为108km;
船的推进力所做的功为1.08×1011J.

试题分析:(1)浸在液体中的物体,受到的浮力等于排开的水重;已知轮船的排水量,可以得到排开的水重,也就得到了轮船受到的浮力;
(2)已知海水的密度和船底所在的深度,利用P=ρgh计算船底受到的压强;
(3)已知轮船行驶的速度和时间,可以得到行驶是路程;
因为轮船匀速航行,所以推进力等于海水阻力;已知推进力和行驶的路程,利用公式W=FS计算推进力做的功.
(1)船的排水量为:m=4900t=4.9×106kg
“向阳红6号”所受到的浮力为F=mg=4.9×106kg×10N/kg=4.9×107N;
(2)船底受到的压强为P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;
(3)“向阳红6号“船巡航的路程为:S=vt=18km/h×6h=108km
因为船匀速行驶,所以F=f=1.0×106N
船的推进力所做的功为W=FS=1.0×106N×1.08×105m=1.08×1011J.
点评:分析轮船类漂浮的物体受到的浮力时,一般都要利用浮力与重力相等,在此基础上结合阿基米德原理求解物体的体积或密度
练习册系列答案
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我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)完成下潜深度7000m的深海潜试,标志着我国成为第五个掌握大深度载人深潜技术的国家.蛟龙号带有适当数量的压载铁,通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮.蛟龙号工作时,开始因压载铁的数量较多,浮力小于重力而下沉.到达工作区后,抛掉部分压载铁,使其浮力接近于重力,减小螺旋桨的工作压力.工作结束后,抛掉所有的压载铁,蛟龙号这时浮力大于重力而上升.
“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成.这种电源的“比能量”约为14kW.h/kg,“比能量”是指电池单位质量所输出的电能.这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图,可以用60A的电流连续放电13h.

(1)加速下沉的“蛟龙号”,若在经过某一密度均匀的海水区域时,迅速抛掉部分压载铁,使其所受浮力等于重力,不计水的阻力,则其将(     )
A.继续加速下沉B.减速下沉C.匀速下沉D.立即静止
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(3)“蛟龙号”的体积约为20m3,深海工作区海水的密度为1.06×103kg/m3.则“蛟龙号”在工作区所受的浮力为多少N?“蛟龙号”的质量约为多少kg?(g取10N/kg)
(4)“蛟龙号”工作时,需要的总能量约为112kW.h.则其电源的质量约为__________kg,为了对“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于_________节.

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