题目内容

17.某重型气垫船,自重达5.0×105kg,最高时速为108km/h,装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机.假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力Ff与速度v满足Ff=kv,下列说法正确的是(  )
A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0×105N
B.从题中给出的数据,可算出k=1.0×104N•s/m
C.以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力为3.0×105N
D.以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4500kW

分析 气垫船以额定功率启动,当阻力等于牵引力时,速度最大,根据P=Fv求解牵引力,再根据f=kv求解k值,当速度为最高速的一半时,根据F=f=k$\frac{v}{2}$求解此时的牵引力,再根据P=F$\frac{v}{2}$求解此时的输出功率.

解答 解:A、气垫船的最高速度为  v=108km/h=30m/s.在额定输出功率下以最高时速航行时,根据P=Fv得:气垫船的牵引力 F=$\frac{P}{v}$=$\frac{9×1{0}^{6}}{30}$=3.0×105N,此时匀速运动,由P=Fv知,在速度达到最大前,F>3.0×105N,即气垫船的最大牵引力大于3.0×105N.故A错误.
B、气垫船以最高时速匀速运动时,气垫船所受的阻力为 f=F=3.0×105N,根据f=kv得:k=$\frac{3.0×1{0}^{5}}{30}$=1.0×104N•s/m,故B正确.
CD、以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力为 f′=k$\frac{v}{2}$=$\frac{1}{2}$f=1.5×105N,此时气垫船发动机的输出功率为 P′=F′$\frac{v}{2}$=f′$\frac{v}{2}$=1.5×105×15=2250kW,故C、D错误.
故选:B

点评 解决本题时要明确气垫船匀速运动时牵引力与阻力相等,发动机的输出功率等于牵引力乘以速率.要注意阻力与速率是成正比,不是恒定的.

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