题目内容

4.如图所示辽宁号航空母舰,简称“辽宁舰”,舷号16,是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰.“辽宁舰”前身为苏联海军的库兹涅佐夫元帅级航空母舰2号舰瓦良格号航空母舰.2005年4月26日,交付大连造船厂,由中国人民解放军更改安装及继续建造.于2012年9月更名为辽宁号,交付中国人民解放军海军,成为中国第一艘现代航母.小明同学该在网上找了舰的一些参数如下
舰长302m(全长)吃水深度10.0m(满载)
舰宽70.5m排水量67000t(满载)
功率14720kW飞行甲板长300m宽 70m
机库长152m  宽26m 高7m最大航速57.6Km/h
请你解决下面的问题
(1)该舰从长江驶入大海时上浮(上浮、下沉),舰载飞机降落在航母时浮力变大(变大、减小、不变).
(2)该舰满载时浮力有多大?(海水密度1.03×103kg/m3)
(3)该舰满载时舰底所受海水的压强有多大?
(4)若该舰在海上以最大航速匀速前进,则受到阻力有多大?

分析 (1)当该舰从长江驶入大海始终处于漂浮状态,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉;根据物体漂浮条件判断舰载飞机降落在航母时浮力的大小变化;
(2)知道航母满载排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力;
(3)知道航母的吃水深度(舰底所处深度),利用液体压强公式求该舰满载时的舰底所受海水的压强;
(4)知道航母功率,利用P=Fv求匀速航行时的动力,由于匀速前进该舰所受阻力等于动力.

解答 解:(1)该舰无论是在长江还是在海中都漂浮,浮力等于轮船重,受到的浮力不变,
因海水的密度大与河水的密度,
所以,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,轮船进入海水时排开水的体积变小,即船身会上浮;
舰载飞机降落前后,航母始终漂浮,浮力和自身的重力相等,故舰载飞机降落在航母时,浮力变大;
(2)该舰满载时的排水量:
m排=67000t=6.7×107kg,
则该舰满载时浮力:
F浮=G排=m排g=6.7×107kg×10N/kg=6.7×108N;
(3)该舰满载时舰底所受海水的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10m=1.03×105Pa;
(4)由P=Fv可得,该舰的动力:
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{14720×1{0}^{3}W}{\frac{57.6}{3.6}m/s}$=9.2×106N,
因匀速前进,
所以,该舰所受阻力f=F=9.2×106N.
答:(1)上浮;变大;
(2)该舰满载时所受浮力为有6.7×108N;
(3)该舰满载时的舰底所受海水的压强为1.03×105Pa;
(4)若该舰在海上以最大航速匀速前进,则它受到的阻力是9.2×106N.

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式、功率公式的掌握和运用,要利用好功率推导公式P=Fv,能从航母参数表中得出相关信息是本题的关键.

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