题目内容

18.“长春”舰的排水量为7.5×106kg,吃水深度6m(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)满载时,“长春”舰受到的浮力有多大?
(2)“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是多少?
(3)“长春”舰以36km/h的速度匀速航行6h,海水平均阻力为1.0×106N,则这一过程中军舰所做的功至少为多少?

分析 (1)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;
(2)根据压强计算公式p=ρgh计算海水产生的压强,利用p=$\frac{F}{S}$计算受到海水的压力;
(3)根据速度计算公式v=$\frac{s}{t}$计算舰艇行驶的路程,根据二力平衡计算拉力的大小,再根据W=Fs计算舰艇所做的功.

解答 解:(1)根据阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N.
(2)海水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;
由p=$\frac{F}{S}$可得,
舰底20cm2的面积上受到海水的压力F=pS=6×104Pa×2×10-3m2=120N,
(3)由速度公式v=$\frac{s}{t}$得:
舰艇行驶的路程s=vt=36km/h×6h=216km=2.16×105m,
因为舰艇匀速直线运动,所以水平方向受力平衡,因此:F=f=1.0×106N,
舰艇做功为:W=Fs=1.0×106N×2.16×105m=2.16×1011J.
答:(1)满载时,“长春”舰受到的浮力有7.5×107N.
(2)“长春”舰底20cm2的面积上受到海水的压力是120N,
(3)这一过程中军舰所做的功至少为2.16×1011J.

点评 本题是一道力学综合题,综合考查了阿基米德原理、压强的计算、速度公式及其应用、功和功率的计算、二力平衡条件及其应用,难度不是很大,但要熟练掌握和运用各种公式.解答过程中还要注意单位换算.

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