题目内容
【题目】【2016·柳州卷】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?
【答案】(1)1.03×105Pa;(2)6.75×108N;(3)5.4×109W;(4)5m3
【解析】
(1)飞机对甲板的压力:F=G飞机=m飞机g=5150kg×10N/kg=5.15×104N,对甲板的压强:p=F/S=5.15×104N/(5000×10-4m2)=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,由于航母漂浮,故F浮=G航母=6.75×108N;(3)由于航母匀速行驶,
故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;(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′=G航母/ρ海水g-(G航母﹣G飞机)/ρ海水g=G飞机/ρ海水g=5.15×104N/(1.03×103kg/m3×10N/kg)=5m3。
