题目内容
【题目】云门屯景区是位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区,该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨形山洞,十分壮观.为了减少环境污染,江上游船采用电力驱动,如图为一艘电动游船正驶过天门洞.这种游船满载时,船和人的总质量为2800kg.(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3).
(1)
该游船满载时,外船底最深处距水面0.5m , 该处所受水的压强为多大?
(2)该游船满载时,游船排开水的体积为多少?
(3)
该游船满载时,在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶,此时游船所受水的阻力为400N , 驱动电机的工作电压为60V , 且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功,则此时驱动电机的工作电流为多少?
【答案】
(1)
【解答】解:满载时船底受到水的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
答:该处所受水的压强为5×103Pa.
(2)
【解答】解:游船处于漂浮状态,则所受浮力等于总重力;
即F浮=G总=m总g;
由于F浮=G排=m排g,则m排=m总=2800kg,
由ρ=得:V排===2.8m3
答:该游船满载时,游船排开水的体积为2.8m3
(3)
【解答】解:由于游船匀速行驶,则此时游船的动力F=f=400N;
动力功率为:P机械=Fv=400N×1.5m/s=600W;
根据η=得:
消耗的电功率P电===750W,
由P=UI得:
电流I===12.5A.
答:驱动电机的工作电流为12.5A.
【解析】(1)运用液体压强公式p=ρgh,可求压强大小.
(2)结合物体状态漂浮,可求浮力,F浮=G船;利用F=ρgV排求排开水的体积;
(3)根据功率公式P=Fv求出动力功率,根据η=求出消耗的电功率,利用P=UI即可求出工作电流.
【考点精析】本题主要考查了液体的压强的计算和阿基米德原理的相关知识点,需要掌握液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离;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排才能正确解答此题.