Question

4．滨江湿地、鱼肥水美，是休闲娱乐的好去处，小文在某次乘电动小船游玩时，通过咨询、查阅记录了如表信息．

XX电动船
铭牌参数		此次游玩实际数据
满载排水量	0.55m3	排开水的体积	0.4m3
电动机功率	300W	吃水深度	0.2m
舱容	5人	匀速行驶速度	2m/s
空载排水量	0.1m3	水的阻力	70N

（1）请计算，电动船所受浮力和电动船底受到水的压强．
（2）此次游玩，电动船匀速前进5分钟，请计算电动船的能量转化效率
（3）电动船与燃油船相比有什么优点？

Answer 1

分析 （1）根据阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排计算船受到的浮力；
已知船底所处水的深度，由液体压强公式p=ρgh计算船底受到海水的压强；
（2）由速度公式的变形公式svt计算船行驶的路程；由W_有=Fs=fs计算克服阻力所做的有用功；由W_总=Pt计算出消耗的电能，即总功，最后由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算出电动船的能量转化效率；
（3）从能量转化效率、尾气排放、噪声、环保等方面分析电动船与燃油船的相比的优点．

解答 解：（1）电动船所受浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m³=4×10³N；
电动船底受水的压强：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2×10³Pa．
（2）根据v=$\frac{s}{t}$可知，电动船行驶的路程：
s=vt=2m/s×60s×5=600m；
克服水的阻力做功：
W_有=Fs=fs=70N×600m=4.2×10⁴J；
根据P=$\frac{W}{t}$可知，电动船消耗的电能：
W_总=Pt=300W×60s×5=9×10⁴J；
电动船的能量转化效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$=46.7%；
（1）①电动船比燃油船的能量转化率高，节能；
②电动船尾气零排放，清洁，环保；
③燃油船排放废气污染大气，电动船比燃油船环保；
④电动船比燃油船噪声小，环保．
故答案为：（1）电动船所受浮力和电动船底受到水的压强为2×10³Pa．
（2）电动船的能量转化效率为46.7%；
（3）①电动船比燃油船的能量转化率高，节能；
②电动船尾气零排放，清洁，环保；
③燃油船排放废气污染大气，电动船比燃油船环保；
④电动船比燃油船噪声小，环保．

点评 本题围绕交通工具---电动船，考查了浮力的计算，液体压强的计算，功的计算、电动船的效率，电动船节能环保等知识，解决这类综合性题目要求有扎实的物理功底，还要有提取信息的能力，具体分析求解．