Question

9．如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇，它的质量约为1.0×10⁵kg，底面积约为500m²．问：
（1）登陆艇漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？它静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少？
（2）若登陆艇用3.0×10⁵N的推进力，以20m/s的航速行驶10min，则登陆艇的功率是多少．
（3）登陆艇在这10min内消耗燃油20L，若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，热值为4.6×10⁷J/kg，则发动机燃油完全燃烧释放的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）知道两栖的登陆艇质量，根据公式G=mg求出登陆艇受到的重力；根据物体的浮沉条件F_浮=G可知当两栖登陆艇在海面上漂浮时受到的浮力；
知道登陆艇着地总面积（地面受力面积），利用压强公式p=$\frac{F}{S}$求登陆艇对水平地面的压强；
（2）知道登陆艇的推进力和航行速度根据公式P=Fv求出登陆艇的功率；
（3）根据密度公式求出燃油的质量，根据Q_放=mq求出发动机燃油完全燃烧释放的热量．

解答 解：（1）登陆艇的重力：G=mg=1.0×10⁵kg×10N/kg=1.0×10⁶N；
因为登陆艇漂浮在海面上，所以登陆艇受到的浮力：F_浮=G=1.0×10⁶N；
登陆艇静止在水平海滩上，则登陆艇对水平海滩的压力：F=G=1×10⁶N，
登陆艇对水平海滩的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{6}N}{500{m}^{2}}$=2×10³Pa；
（2）登陆艇的功率：P=Fv=3.0×10⁵N×20m/s=6×10⁶W．
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得燃油的质量：
m′=ρV=0.8×10³kg/m³×20×10^-3m³=16kg，
汽车发动机燃油完全燃烧释放的热量：
Q_放=m′q=16kg×4.6×10⁷J/kg=7.36×10⁸J．
答：（1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是1.0×10⁶N；登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是2×10³Pa；
（2）登陆艇的功率是6×10⁶W．
（3）发动机燃油完全燃烧释放的热量是7.36×10⁸J．

点评 本题考查了重力和压强的计算、物体浮沉条件的应用、功率公式的应用，关键是相关知识的灵活运用，是一道难度适中的计算题．