题目内容
20.阅读短文,回答问题.如图甲是我国首艘“海上飞船”--“翔州1”.它的最大起飞质量为2.5t,巡航速度140~160km/h,最大航速可达210km/h,最高能爬升至150m,可乘坐7人.它既可以在水中航行,又可以贴近水面飞行.该设计利用了“翼地效应”,即当运动的飞行器掉到距地面(或水面)很近时,气流流过机翼后会向后下方流动,这时地面(或水面)将产生一股向上的反推力,使整个机体的上下压力差增大,升力会陡然增加,阻力减小.
(1)下列有关“翔州1”的说法中错误的是C
A.“翔州1”漂浮在水面时,它受到的重力与浮力是一对平衡力
B.“翔州1”在水面上飞行时,机翼下表面受到的空气压强较大
C.“翼地效应”是利用流体压强与流速关系使“翔州1”获得更大升力的
D.随着“翔州1”在水面以上爬升的高度增加,船外大气压减小
(2)“翔州1”在平静的水面由静止开始运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示.t=50s后,“翔州1”以20m/s的速度做匀速直线运动.则在0~50s内,“翔州1”的运动状态是加速(选填“减速”、“先加速后减速”或“加速”)运动.从50~100s时间内牵引力做了1×107J的功.
(3)该“翔州1”以最大航速匀速飞行1.5h通过的路程是315km.“翔州1”船身设计成“流线形”是为了减小阻力.
(4)“翔州1”靠岸后,有5名乘客从船上登岸,则船排开海水的体积约减少多少0.35m3?(人的平均质量为70kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
分析 (1)流体中流速越快的地方,压强越小;物体间力的作用是相互的;
(2)根据“翔州1”做匀速直线运动的情况判断出其所受阻力的大小,从而可判断出在0~50s内动力与阻力的关系,可得速度的变化情况;
(3)确定最大速度和所用时间,根据s=vt计算出路程;
船身设计成“流线形”是为了减小阻力;
(4)乘客登岸后,船受到的浮力减小,所有V排减小,根据阿基米德原理可计算出减少的体积.
解答 解:
(1)A、当“翔州1”漂浮在水面时,它受到的重力和浮力是一对平衡力,故A正确;
B、“翔州1”在水面上飞行时,下表面空气流速较慢,所以机翼下表面受到的空气压强较大,故B正确;
C、由题可知,“翼地效应”能使它掉到距地面(或水面)很近时获得更大的升力,是因为地面(或水面)对机翼下方有向上的推力,这利用了力的作用是相互的,故C错误;
D、大气压随海拔高度的增大而减小,所以随着“翔州1”在水面以上爬升的高度增加,船外大气压减小,故D正确;
(2)由图乙知,当“翔州1”做匀速直线运动时,动力为1.0×104N,
所以,根据二力平衡条件可得船受到的阻力:f=F=1.0×104N;
由图象知,在0~50s内,动力均大于阻力,所以此时“翔州1”做加速运动;
从50~100s时间内“翔州1”通过的路程:s=vt=20m/s×50s=1000m;
所以从50~100s时间内牵引力做功:W=Fs=1×104N×1000m=1×107J;
(3)由v=$\frac{s}{t}$可得,以最大航速航行1.5h通过的路程:
s=v最大t=210km/h×1.5h=315km;
“翔州1”船身设计成“流线形”是为了减小阻力;
(4)船处于漂浮状态,所以F浮=G,5名乘客登岸后,浮力减小量:
△F浮=△G=5mg=5×70kg×10N/kg=3500N;
由F浮=ρ液gV排可得,排开海水的体积减小量:
△V排=$\frac{△{F}_{浮}}{{ρ}_{海水}g}$=$\frac{3500N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.35m3.
故答案为:(1)C;(2)加速;1×107;(3)315;减小阻力;(4)0.35.
点评 本题是一道综合应用题目,主要考查了浮力的相关知识、流体压强与流速的关系、力的作用的相互性、速度公式的应用及功的计算,考查全面.
| A. | 一个人用力提一桶水在水平路面上前进了一段距离 | |
| B. | 用水平拉力拉着小车在水平路面上前进一段距离 | |
| C. | 铁球在光滑水平面上滚动一段距离 | |
| D. | 运动员用力举着杠铃不动 |
| A. | 菜刀钝了在磨石上磨一磨,是为了增大压强 | |
| B. | 用吸管吸饮料时,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中 | |
| C. | 人在水平地面上匀速推动小车,小车受到的摩擦力等于推力 | |
| D. | 轮船从河里行驶到海里所受的浮力不变 |
| A. | 是光沿直线传播而看到的物体本身 | |
| B. | 是物体反射形成的虚像 | |
| C. | 是物体折射形成的虚像 | |
| D. | 玻璃相当于透镜,是透镜形成的物体的正立的虚像 |
| A. | 两物体受到的浮力相等 | B. | 两容器底部所受液体压强相等 | ||
| C. | 两物体底部受到的压力相等 | D. | 甲容器中物体的质量大 |