题目内容
“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）| 商品名称 | XX观光艇 |
| 商品型号 | 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m |
| 空船质量 | 900kg |
| 发动机最大功率 | 45kW |
| 最大载人数量 | 20人 |
| 最大航速 | 45km/h |
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？
（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？
分析：（1）从技术参数表得出最大航速，知道行驶时间，利用速度公式求行驶路程；
（2）从技术参数表得出观光艇和20人总质量，利用重力公式求人、观光艇总重，再利用漂浮条件求观光艇满载乘客时，所受水的浮力；
（3）从技术参数表得出发动机的最大功率，利用P=
=
=Fv求牵引力；又因为观光艇匀速行驶，受平衡力，据此求受到水的平均阻力；
（4）知道发动机的最大功率，求出发动机输出功（有用功），利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求出30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量），利用效率公式求柴油发动机的效率．
（2）从技术参数表得出观光艇和20人总质量，利用重力公式求人、观光艇总重，再利用漂浮条件求观光艇满载乘客时，所受水的浮力；
（3）从技术参数表得出发动机的最大功率，利用P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
（4）知道发动机的最大功率，求出发动机输出功（有用功），利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求出30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量），利用效率公式求柴油发动机的效率．
解答：解：（1）∵v=
，
∴s=vt=45km/h×2h=90km；
（2）满载时艇和20人总质量：
m=900kg+60kg×20=2100kg，
满载时人、观光艇总重：
G=mg=2100kg×10N/kg=2.1×104N，
∵观光艇漂浮，
∴观光艇满载乘客时所受浮力：
F浮=G=2.1×104N；
（3）∵P=
=
=Fv，
∴观光艇受到的牵引力：
F=
=
=3.6×103N，
∵观光艇匀速行驶，
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，
∴观光艇受到水的平均阻力：
f=F=3.6×103N；
（4）2h发动机输出功：
W=Pt=45000W×2×3600s=3.24×108J，
30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放=mq=ρvq=0.8×103kg/m3×30×10-3m3×4.3×107J/kg=1.032×109J，
柴油发动机的效率：
η=
=
≈31.4%．
答：（1）观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是90km；
（2）观光艇满载乘客时，所受浮力是2.1×104N；
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是3.6×103N；
（4）柴油发动机的效率为31.4%．
| s |
| t |
∴s=vt=45km/h×2h=90km；
（2）满载时艇和20人总质量：
m=900kg+60kg×20=2100kg，
满载时人、观光艇总重：
G=mg=2100kg×10N/kg=2.1×104N，
∵观光艇漂浮，
∴观光艇满载乘客时所受浮力：
F浮=G=2.1×104N；
（3）∵P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
∴观光艇受到的牵引力：
F=
| P |
| v |
| 45000W | ||
45×
|
∵观光艇匀速行驶，
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，
∴观光艇受到水的平均阻力：
f=F=3.6×103N；
（4）2h发动机输出功：
W=Pt=45000W×2×3600s=3.24×108J，
30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放=mq=ρvq=0.8×103kg/m3×30×10-3m3×4.3×107J/kg=1.032×109J，
柴油发动机的效率：
η=
| W |
| Q放 |
| 3.24×108J |
| 1.032×109J |
答：（1）观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是90km；
（2）观光艇满载乘客时，所受浮力是2.1×104N；
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是3.6×103N；
（4）柴油发动机的效率为31.4%．
点评：本题考查了学生对速度公式、重力公式、漂浮条件、功率公式、力的平衡、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq、效率公式的掌握和运用，是一道力学和热学的综合计算题．能从技术参数表中得出相关信息是本题的关键．
练习册系列答案
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（2012?湖北模拟）“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇，其部分技术参数如表：（取g=10N/kg）
“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如表：g取10N/kg．
“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇，其部分技术参数如表：（取g=10N/kg）
求：
（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速行驶0.5小时的路程是多少？
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
| 商品名称 | Xx观光艇 | |
| 商品型号 | 船长 | 7.5m |
| 型宽 | 2.0m | |
| 型深 | 0.9m | |
| 空船质量 | 900kg | |
| 发动机最大输出功率 | 45kw | |
| 最大载人数量 | 20人 | |
| 最大船速 | 45km/h | |
（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速行驶0.5小时的路程是多少？
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）
求：（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是多少？
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？
（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？
| 商品名称 | XX观光艇 |
| 商品型号 | 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m |
| 空船质量 | 900kg |
| 发动机最大功率 | 45kW |
| 最大载人数量 | 20人 |
| 最大航速 | 45km/h |
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？
（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？