Question

【题目】【2016·柳州卷】如图所示，它是我国第一艘航空母舰﹣﹣辽宁舰，如表是该航母的主要参数值．（g取10N/kg，海水的密度ρ海水=1．03×103kg/m3）

主要参数值
航母满载时总质量（包括舰载飞机）	6．75×107kg
每架舰载飞机的质量	5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000cm2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3．6×108N

求：（1）每架舰载飞机对甲板的压强；

（2）航母所受的浮力；

（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km．求此过程中航母牵引力的功率；

（4）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？

Answer 1

【答案】（1）1．03×105Pa；（2）6．75×108N；（3）5．4×109W；（4）5m3

【解析】

（1）飞机对甲板的压力：F=G飞机=m飞机g=5150kg×10N/kg=5．15×104N，对甲板的压强：p=F/S=5．15×104N/（5000×10-4m2）=1．03×105Pa；（2）航母的总重力：G航母=m航母g=6．75×107kg×10N/kg=6．75×108N，由于航母漂浮，故F浮=G航母=6．75×108N；（3）由于航母匀速行驶，

故根据二力平衡条件可得：F牵=f=3．6×108N，v=54km/h=15m/s；则牵引力的功率：P=F牵v=3．6×108N×15m/s=5．4×109W；（4）一架舰载飞机起飞前后，航母受到的浮力分别为：F浮=G航母=ρ液gV排，F浮′=G航母﹣G飞机=ρ液gV排′，根据阿基米德原理可得排开海水的体积减少量：△V=V排﹣V排′=G航母/ρ海水g-（G航母﹣G飞机）/ρ海水g=G飞机/ρ海水g=5．15×104N/（1．03×103kg/m3×10N/kg）=5m3。