Question

【題目】如圖所示，我國“殲15”艦載機已在“遼寧艦”上成功起降，“遼寧艦”成為真正意義上的航母．“遼寧艦”的有關參數(shù)如表所示．

滿載排水量Gm（t）	67500	最大功率Pm（kW）	1.5×105
動力提供（燃料）	重油	最高航速vm（km/h）	54
最大艦長Lm（m）	304	最大艦寬dm（m）	70.5
發(fā)動機效率η（%）	25	最大艦載機數(shù)量nm（架）	30

已知海水密度ρ海水=1.1×103kg/m3 ， 重油的熱值q=4.0×107J/kg，取g=10N/kg．求：

（1）“遼寧艦”滿載時受到海水的浮力F1；
（2）“遼寧艦”發(fā)動機以最大功率、最高航速航行時提供的牽引力F2；
（3）“遼寧艦”以最高航速航行1000km所需要燃燒重油的質量m．

Answer 1

【答案】
（1）解：m排=67500t=67500×103kg，

遼寧艦所受浮力：

F1=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N

（2）解：遼寧艦最高航速v=54km/h=15m/s，

由P= = =Fv，可得：

F2= = =1×107N

（3）解：在這種狀態(tài)下勻速航行1000km，需要的機械能：

W=Fs=1×107N×1000×103m=1×1013J；

遼寧艦發(fā)動機的效率η=25%，因此需要重油放出的熱量：

Q= = =4×1013J；

由Q=qm可得，需要完全燃燒重油的質量：

m= = =1×106kg=103t

【解析】（1）知道遼寧艦滿載排水量（排開水的質量），利用阿基米德原理求該艦滿載時所受浮力；（2）知道遼寧艦最高航速，利用P= = =Fv求此時的牽引力；（3）知道行駛的距離，利用W=Fs計算遼寧艦做的有用功（有用能量）；根據(jù)效率公式求燃料完全燃燒放出的熱量（總能量），再利用Q=mq求至少需要燃燒重油的質量．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解二力平衡條件的應用的相關知識，掌握二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線），以及對阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．