Question

15．如圖所示是我國從俄羅斯引進的“野�！毙蜌鈮|船，它總共能裝載150t的物資，排水量達到555t．該氣墊船采用向下吹氣提供升力，向后吹氣提供向前的動力，它能在海面和沙灘上以最高110km/h的速度高速行駛，極大的縮短了搶灘登陸的時間．它的引進將極大提高我海軍陸戰(zhàn)隊的奪島能力．（g取10N/kg）：
（1）氣墊船提供升力和向前動力的物理原理是力的作用是相互的．與輪船相比，氣墊船高速行駛時的阻力會大大減小，原因是氣墊使船與水面分離，減小了海水對船的阻力．
（2）氣墊船滿載漂浮在海面上時，受到的浮力是多少？（ρ_海水=1.01×10³kg/m³）
（3）一般沙灘能承受的最大壓強為1.5×10⁴Pa，當(dāng)氣墊船停在水平沙灘上時，為了防止下陷，氣墊船與沙灘的接觸面積至少為多大？

Answer 1

分析 （1）力是物體對物體的作用，物體間力的作用是相互的；減小摩擦力的方法有減小壓力，減小接觸面的粗糙程度，使接觸面脫離，用滾動代替滑動等，據(jù)此分析．
（2）氣墊船滿載漂浮在海面上時，根據(jù)漂浮條件即可求出受到的浮力；
（3）在水平面上壓力等于氣墊船的重力，根據(jù)公式S=$\frac{F}{p}$可求氣墊船與沙灘的最小接觸面積．

解答 解：
（1）由于力的作用是相互的，氣墊船采用向下吹氣提供升力，向后吹氣提供向前的動力，水就會給氣墊船一個向上、向前的作用力，使氣墊船向前運動；
氣墊船行駛時會在船和水面之間形成一個“氣墊”，這是通過使接觸面分離的方法來減小摩擦的．
（2）氣墊船滿載漂浮在海面上時，根據(jù)阿基米德原理可知，氣墊船受到的浮力：
F_浮=G_船=G_排=m_排g=555×10³kg×10N/kg=5.55×10⁶N；
（3）氣墊船對沙灘的壓力：F=G_船=5.55×10⁶N，
氣墊船與沙灘地的最小接觸面積：S=$\frac{F}{p}$=$\frac{5.55×1{0}^{6}N}{1.5×1{0}^{4}Pa}$=370m²．
故答案為：（1）力的作用是相互的；氣墊使船與水面分離，減小了海水對船的阻力；
（2）氣墊船滿載漂浮在海面上時，受到的浮力為5.55×10⁶N；
（3）當(dāng)氣墊船停在水平沙灘上時，為了防止下陷，氣墊船與沙灘的接觸面積至少為370m²．

點評 本題考查了力作用的相互性、減小摩擦的方法、浮力的計算以及壓強公式變形的靈活運用，是一道綜合性題目．