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【题目】2015年,南通建造的世界首座海洋生活平台“希望7号”出海试航.若试航中平台的排水量为2.5×104 t,以5 m/s的速度匀速直线航行5 km,所受阻力是平台重的0.016倍.g取10 N/kg,q燃油=4.0×107 J/kg.求:

(1) 平台受到的浮力.

(2) 平台所受牵引力的功率.

(3) 若平台燃油机动力系统效率为40%,该试航过程至少需要燃烧的燃油质量.

【答案】(1)2.5×108N;(2)2.0×107W;(3).25×103kg

【解析】(1)根据阿基米德原理可得,平台受到的浮力:F浮 =G排 =m排 g=1.5×107kg×10N/kg=1.5×108N;

(2)漂浮的物体,所受浮力与自重相等,可得物体的重力:G=F浮 =1.5×108N,

由题可知,希望7号作匀速直线运动,所以,牵引力:F牵 =f=0.02G=0.02×1.5×108N=3×106N,

牵引力所做的功:W=Fs=3×106N×1×103 m=3×109J,

所用时间:t=s/v=1000m/5m/s=200s,

平台所受牵引力的功率:P=W/t=3×109J/200s=1.5×107W,

(3)由η=W/Q放可得,燃油燃烧放出的热量:Q放 =W/η=3×109J/30%=1×1010J,

由Q放 =mq可得,需要燃烧的燃油的质量:m=Q放/q=1×1010J/4×107J/kg=250kg。

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