Question

4．据报道，在2014年9月份，我国海军多艘战舰在南海某海域成功举行实战演习，最先进的“昆明好052D驱逐舰”也赫然在列，有效地提高了海军作战能力，若“昆明号”战舰满载时排水量为7000t，试求：（ρ_海水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）在演习时，舰队通常不是“并排”前行，为什么？
（2）该舰满载时所受到的水的浮力是多少？
（3）若舰底某处距离海面的深度为9m处有一个面积为200cm²的发射孔，则该孔受到海水的压力是多大？
（4）船在某处航行时，以18km/h的速度匀速航行，若巡航时海水阻力为1.0×10⁶N，则这一过程中船的推进力的功率为多少？．

Answer 1

分析 （1）流体流速越大，流体产生的压强越小；流体流速越小，压强越大；
（2）利用漂浮条件确定浮力与总重力的关系；利用阿基米德原理计算浮力大小；
（3）根据压强计算公式p=ρgh计算海水产生的压强；根据F=pS计算海水的压力；
（4）根据二力平衡计算拉力的大小，根据功率公式P=Fv计算船的推进力的功率．

解答 解：（1）根据在流体中，流速越大的位置压强越小可知，并排前行时，两舰艇间流速快压强小，外侧压强大，两舰艇可能发生碰撞事故，采用“一”字形编队能有效防止这种情况发生；
（2）根据阿基米德原理可知：F_浮=G_排=m_排g=7×10⁶kg×10N/kg=7×10⁷N．
（3）海水的压强：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×9m=9×10⁴Pa；
海水产生的压力F=pS=9×10⁴Pa×200×10^-4m=1800N，
（4）舰艇匀速直线运动，所以水平方向受力平衡，因此：F=f=1.0×10⁶N，
由P=$\frac{W}{t}$，W=Fs，v=$\frac{s}{t}$得，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1.0×10⁶N×18×$\frac{1}{3.6}$m/s=5×10⁶W．
答：（1）并排前行时，两舰艇间流速快压强小，外侧压强大，两舰艇可能发生碰撞事故，采用“一”字形编队能有效防止这种情况发生；
（2）满载时，舰艇受到的浮力为7×10⁷N；
（3）舰艇发射孔受到海水的压力是1800N；
（4）舰艇推进力做功的功率为5×10⁶W．

点评 本题考查阿基米德原理、压强、压力和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，涉及知识点较多，要细心解答，避免出错．