Question

16．如图所示的防空导弹驱逐舰被誉为“中华神盾”．它满载时总重约为6×10⁷N，驱逐舰满载以36km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是6×10⁵N，如果以这个速度匀速航行10h消耗燃油12t．问：
（1）驱逐舰满载时受到的浮力为多少？
（2）航行时驱逐舰克服阻力做了多少功？
（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知驱逐舰受到的重力，根据物体的浮沉条件F_浮=G可求出驱逐舰满载时受到的浮力；
（2）根据速度的变形公式求出10h行驶的路程，根据W=fs计算驱逐舰克服阻力做的功（有用能量）；
（3）根据Q_放=mq可求出燃油完全燃烧放出的热量（总能量），再根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$计算整个航行过程中驱逐舰的效率．

解答 解：
（1）因为驱逐舰处于漂浮状态，
所以，驱逐舰满载时受到的浮力：F_浮=G=6×10⁷N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，驱逐舰10h通过的路程：
s=vt=36km/h×10h=360km=3.6×10⁵m；
驱逐舰克服阻力做功：
W=fs=6×10⁵N×3.6×10⁵m=2.16×10¹¹J；
（3）12t燃油完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq_燃油=12×10³kg×4×10⁷J/kg=4.8×10¹¹J，
整个航行过程中驱逐舰的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{11}J}{4.8×1{0}^{11}J}$×100%=45%．
答：（1）驱逐舰满载时受到的浮力为6×10⁷N；
（2）航行时驱逐舰克服阻力做了2.16×10¹¹J的功；
（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是45%．

点评 本题考查了物体的浮沉条件的应用、路程的计算、功的计算、热机效率的计算，考查的知识点较多，综合性较强．