Question

19．如图所示的防空导弹驱逐舰被誉为“中华神盾”．它满载时总重约为6×10⁷N，驱逐舰满载以36km/h的速度匀速直线航行时，受到的牵引力是总重的0.01倍，如果以这个速度匀速航行10h消耗燃油12t，问：
（1）驱逐舰在海面漂浮时，受到海水的浮力是多少？
（2）航行时驱逐舰的功率是多少Kw？
（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）知道驱逐舰受到的重力；根据物体的浮沉条件F_浮=G可知当驱逐舰在海面上漂浮时受到的浮力；
（2）已知受到的牵引力是总重的0.01倍，可求得牵引力，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得航行时驱逐舰的功率；
（3）根据W=Pt可求得牵引力做功，利用Q=mq可求得燃油放出的热量，再利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可求得整个航行过程中驱逐舰的效率．

解答 解：（1）轮船漂浮，F_浮=G_船=6×10⁷N，
（2）F=0.01G=0.01×6×10⁷N=6×10⁵N，
v=36km/h=10m/s，
驱逐舰功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=6×10⁵N×10m/s=6×10⁶W=6×10³kW；
（3）牵引力做功：W=Pt=6×10⁶W×10×3600s=2.16×10¹¹J，
燃油放热：Q_放=mq=12×10³kg×4×10⁷J/kg=4.8×10¹¹J，
驱逐舰效率：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{11}J}{4.8×1{0}^{11}J}$×100%=45%．
答：（1）驱逐舰在海面漂浮时，受到海水的浮力是6×10⁷N；
（2）航行时驱逐舰的功率是6×10³kW；
（3）整个航行过程中驱逐舰的效率是45%．

点评 此题考查了物体的浮沉条件及其应用、功率的计算、热机的效率等，都是力学最重要的公式或规律的应用，考查角度全面，综合性较强．