题目内容

如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行．小艇上太阳能光电板面积约为500cm2，在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．这种小艇有两个相同的引擎，仅需20kW的牵引功率就能驱动单引擎，使小艇以18km/h的速度匀速行驶．用40kW的牵引功率驱动双引擎，能使小艇匀速行驶的速度高达30km/h．这种小艇采用密度较小，硬度大的新型材料制造，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）求这种小艇满载漂浮在海面上时，受到的浮力F1和空载漂浮在海面上，排开海水的体积V2；
（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（2）若引擎的电能转化为机械能的效率为80%，试求用20kW的电功率驱动单引擎时，小艇受到的阻力大小．
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（1）船满载时的浮力F1=G排水=m排水g=6×104kg×10N/kg=6×105N；
因漂浮在海面上，小艇空载时受到的浮力就等于小艇的重力，因此，F空载=G=9×104N，
所以，V排=
F空载
ρ海水g
=
9×104N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=9m3．
（2）P′=P电×80%=20kW×0.8%=16000W，
P′=
W
t
=
Fs
t
=Fv，且V=18km/h=5m/s
∴牵引力：
F=
P′
v
=
16000W
5m/s
=3200N，
∵小艇匀速行驶，
∴f=F=3200N．
答：（1）这种小艇满载漂浮在海面上时，受到的浮力F1为6×105N；空载漂浮在海面上，排开海水的体积V2为9m3；
（2）小艇受到的阻力大小3200N．
练习册系列答案
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如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行．小艇上太阳能光电板面积约为500cm2，在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．这种小艇有两个相同的引擎，仅需20kW的牵引功率就能驱动单引擎，使小艇以18km/h的速度匀速行驶．用40kW的牵引功率驱动双引擎，能使小艇匀速行驶的速度高达30km/h．这种小艇采用密度较小，硬度大的新型材料制造，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）求这种小艇满载漂浮在海面上时，受到的浮力F1和空载漂浮在海面上，排开海水的体积V2；
（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（2）若引擎的电能转化为机械能的效率为80%，试求用20kW的电功率驱动单引擎时，小艇受到的阻力大小．
（2012?海安县模拟）如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行．小艇上太阳能光伏板面积约为500m2，在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．
这种小艇有两个相同的引擎，仅需20kW的牵引功率就能驱动单引擎，使小艇以18km/h的速度匀速行驶．用40kW的牵引功率驱动双引擎，能使小艇匀速行驶的速度高达30km/h．
这种小艇采用密度较小，硬度大的新型材料制造，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）太阳能光伏板工作时，是
光
光
能转化为
电
电
能．
（2）这种小艇满载漂浮在海面上时，受到的浮力是
6×105N
6×105N
N．空载漂浮在海面上，排开海水的体积是
9
9
m3．（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）如果每天阳光照射太阳能电池板的时间为10h，获得的电能约为
1000
1000
kW?h，合
3.6×109
3.6×109
J．这些电能相当于完全燃烧
120
120
kg的焦炭释放的能量．（焦炭的热值取3.0×107J/kg）
（4）若引擎的电能转化为机械能的效率为80%．试求用20kW的电量驱动单引擎时，小艇受到的阻力大小．
（5）20kW的牵引功率驱动单引擎，小艇以18km/h的速度行驶．40kW的牵引功率驱动双引擎，小艇以30km/h的速度行驶，而不是以36km/h的速度行驶．这是为什么呢？请你提出一种合理的猜想．
（2013?桂林模拟）如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行．小艇上太阳能光伏板面积约为500m2，在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kw的功率，这种小艇有两个相同的引擎，仅需20kw的牵引功率就能驱动单引擎，使小艇以18km/h的速度匀速行驶．用40kw的牵引功率驱动双引擎，能使小艇匀速行驶的速度高达30km/h．这种小艇采用密度较小，硬度大的新型材料制造，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）这种小艇满载漂浮在海面上时，排开海水的体积是多大？（海水的密度取1.0×103kg/m3）
（2）如果每天阳光照射太阳能电池板的时间为10h，获得的电能约为多少kW?h？
（3）若引擎的电能转化为机械能的效率为80%，试求用20kw的牵引功率驱动单引擎时，小艇受到的阻力大小．
如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，太阳能光伏板面积约500m2，在阳光照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．小艇材料密度较小，硬度较大，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）太阳能光伏板工作时能量转化为
电能
电能
；
（2）小艇满载漂浮在海面上受到的浮力是多少？所装货物重多少？（g取10N/kg）
（3）若每天阳光照射太阳能电池板10h，获得的电能为多少kW?h？
（4）若引擎电能转化为机械能的效率为80%，用20kW的功率驱动时，小艇以18km/h匀速行驶时受到的阻力是多少？
（5）这种小艇有两个相同的引擎，用20kW的牵引功率驱动单引擎，小艇以18km/h的速度行驶；用40kW的牵引功率驱动双引擎，小艇以30km/h的速度行驶，而不是以36km/h的速度行驶．这是为什么呢？请你提出一种合理的猜想．
如图所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，太阳能光伏板面积约500m2，在阳光照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．小艇材料密度较小，硬度较大，自重仅为9×104N，满载的排水量为60t．
（1）太阳能光伏板工作时能量转化为______；
（2）小艇满载漂浮在海面上受到的浮力是多少？所装货物重多少？（g取10N/kg）
（3）若每天阳光照射太阳能电池板10h，获得的电能为多少kW?h？
（4）若引擎电能转化为机械能的效率为80%，用20kW的功率驱动时，小艇以18km/h匀速行驶时受到的阻力是多少？
（5）这种小艇有两个相同的引擎，用20kW的牵引功率驱动单引擎，小艇以18km/h的速度行驶；用40kW的牵引功率驱动双引擎，小艇以30km/h的速度行驶，而不是以36km/h的速度行驶．这是为什么呢？请你提出一种合理的猜想．

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