【題目】9月25日上午,中國首艘航空母艦“遼寧”號(hào)正式交接服役,從此中國擺脫了沒有航母的歷史.如圖甲是遼寧號(hào)航空母艦的圖片,遼寧號(hào)航空母艦以重油(原油提取汽油、柴油后剩余重質(zhì)油)為燃料,總功率1.5×108W,最大艦長304米,艦寬70.5米,飛行甲板長300米、寬70米,最高航速約54km/h.2012年11月23日上午中國獨(dú)立自主研發(fā)的航母艦載飛機(jī)﹣殲﹣15首次成功降落在“遼寧艦”甲板上(如圖乙所示).

請(qǐng)回答下列問題:

(1)在某次訓(xùn)練中,從兩名飛機(jī)起飛指揮員用“航母style”動(dòng)作(如圖丙所示)向殲﹣15飛行員下達(dá)起飛指令后,30架殲﹣15陸續(xù)飛離航母平臺(tái)后,航母排開水的體積減少了600m3, 每架殲﹣15的質(zhì)量約為多少?(海水密度取1.0×103kg/m3

(2)如果航母總功率全部用來提供它向前的牽引力,當(dāng)航母以最高航速54km/h航行時(shí),它產(chǎn)生的牽引力是多少?若在這種狀態(tài)下勻速航行1000km,航母發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%,至少需要燃燒多少千克的重油?(重油的熱值為4.0×107J/kg)

(3)若航母儲(chǔ)存燃油質(zhì)量一定,它在水中航行時(shí)受到的阻力與航速的平方成正比,航母低速勻速行駛還是高速勻速行駛時(shí)續(xù)航里程(連續(xù)航行的最大距離)大?

【答案】(1)2×104kg;(2)1×107N; 1×106kg;(3)低速行駛時(shí)續(xù)航里程大.

【解析】

(1)知道航母排開水的體積減少值,利用阿基米德原理求減少的浮力,浮力減少量等于航母的質(zhì)量減少量,據(jù)此求出每架殲-15的質(zhì)量;

2)知道航母最高航速,利用P=Fv求此時(shí)的牽引力;知道行駛的距離,利用W=Fs計(jì)算航母做的有用功(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(zhì)量;

3)燃油質(zhì)量、燃油熱值、航母發(fā)動(dòng)機(jī)效率一定,克服阻力的功一定,當(dāng)航母勻速行駛時(shí),W=Fs=fs,可見阻力與航速的平方成正比,所以續(xù)航里程與航速的平方成反比,低速行駛時(shí)續(xù)航里程大.

(1)30架殲-15陸續(xù)飛離航母平臺(tái)后,浮力減小量:FG=ρVg=1×103kg/m3×600m3×10N/kg=6×106N,減小的質(zhì)量,即30架殲-15的質(zhì)量:m==6×105kg,每架殲-15的質(zhì)量:m==2×104kg;

(2)v=54km/h=54×m/s=15m/s,P=Fv,∴牽引力:F==1×107N;s=1000km=1×106m航母做的有用功(有用能量):W有用=Fs=1×107N×1×106m=1×1013J η,∴燃料完全燃燒放出的熱量(總能量)Q==4×1013J,Q=mq,∴至少需要燃燒重油的質(zhì)量:m==1×106kg;

(3)∵燃油質(zhì)量、燃油熱值、航母發(fā)動(dòng)機(jī)效率一定,∴克服阻力的功一定,當(dāng)航母勻速行駛時(shí),W=Fs=fs,可見阻力與航速的平方成正比,∴續(xù)航里程與航速的平方成反比,低速行駛時(shí)續(xù)航里程大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的大小與哪些因素有關(guān),某小組同學(xué)用兩端開口的不同玻璃管、橡皮膜和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①當(dāng)在同一玻璃管中注入深度不同的水時(shí),橡皮膜的凸出程度如圖(a)、(b)所示,則液體密度相同時(shí),_____越大,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)越大。

②當(dāng)在不同玻璃管中注入深度相同的水時(shí),橡皮膜的凸出程度如圖(b)、(c)、(d)所示,則液體_____相同時(shí),液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,與容器的形狀及液體的質(zhì)量_____(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

③若要使結(jié)論更完整,他們應(yīng)該選用_____液體繼續(xù)探究(選填“同種”或“不同種”)。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是我國自主研制的新型氣墊兩棲登陸艇。它的質(zhì)量約為2.0×105kg,底面積約為500m2。求:(g10N/kg)

(1)它漂浮在海面上時(shí),受到的浮力是多少___?

(2)登陸艇靜止在水平海灘上時(shí),對(duì)海灘的壓強(qiáng)是多少___?

(3)若登陸艇用3.0×105N的推進(jìn)力,以20m/s的航速勻速行駛5min,則登陸艇克服阻力做的功是多少___?

(4)行駛5min內(nèi),耗油130kg,則發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少___?(汽油熱值約為4.6×107J/kg)(結(jié)果保留整數(shù))

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】假期到了,公園里游人如織,其中四位游客在同一地點(diǎn),分別用不同型號(hào)的甲、乙、丙、丁相機(jī)(焦距不同),對(duì)著同一景物一亭子各拍了一張照片,如圖A、B、C、D所示。我們可以判定:照片______是用甲拍攝的,照片______是用乙拍攝的,相機(jī)_____的焦距最小.

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【題目】圖甲為加油站加油系統(tǒng)示意圖,油罐容積為30m3,為了降低油品損耗,保證油罐運(yùn)行安全,在油罐頂部安裝有調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外壓力平衡的呼吸閥。其中吸氣閥(圖乙)管口面積為2×103m2,重力不計(jì)的吸氣閥蓋在0. 6N的恒力作用下堵住吸氣管口。加油時(shí),加油機(jī)內(nèi)油泵自動(dòng)啟動(dòng),加油槍流量控制為Q = 5×10-4m3/s;(ρ取0.8×103 kg/m3,外界大氣壓取105Pa )

(1)某次加油時(shí),加油槍口高出油罐油面3m,所加油的體積為2.5×102m3,則加油系統(tǒng)克服油的重力做了多少功?(不考慮油面的變化)(3分)

(2)若加油槍口橫截面積為4×10-4m2,則加油時(shí)油在油槍口處流速是多少米/秒?(2分)

(3)若油罐中油的體積為10.04m3,罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)與其體積關(guān)系如下表所示(吸氣閥未打開前氣體質(zhì)量、溫度保持不變),則在加油多長時(shí)間后,吸氣閥會(huì)立即打開?(3分)

油罐內(nèi)氣體體積(m3

……

19.96

19.98

20

20.02

20.04

……

油罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)(Pa)

……

99900

99800

99700

99600

99500

……

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】小光同學(xué)用如圖甲所示的裝置進(jìn)行探究水的沸騰的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中觀察到如圖乙所示現(xiàn)象,這是水沸騰_____(填時(shí))的現(xiàn)象。

若實(shí)驗(yàn)室大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,則水沸騰時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)應(yīng)該是_____。

水沸騰時(shí),燒杯中不停地冒白氣,這些白氣_____(填物態(tài)變化名稱)形成的。

加熱時(shí)燒杯上所蓋紙板的作用是_____(填一種即可)。

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】利用如圖所示的甲、乙兩滑輪組,在相同的時(shí)間內(nèi)用大小相同的力F1F2分別把質(zhì)量相等的重物提升到相同的高度,則

A. F1和力F2做功的功率相同 B. F1的功率大于力F2的功率

C. 乙滑輪組的機(jī)械效率高 D. 甲、乙兩個(gè)滑輪組的總功相同

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【題目】如圖所示,重為18N的物體在豎直向上且大小為10N的拉力F作用下,10s內(nèi)勻速上升0.2m.下列說法中正確的是

A. 繩子自由端移動(dòng)的速度是0.02m/s B. 不計(jì)繩重和摩擦,則動(dòng)滑輪重8N

C. 該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90% D. 若提升物體的速度增大,則機(jī)械效率也會(huì)增大

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【題目】某人用如圖所示的滑輪組,在20s內(nèi)將一個(gè)重為600N的物體,沿著水平地面勻速拉動(dòng)了4m.拉力F做功為1440J,物體與地面的接觸面積為0.4m2,物體移動(dòng)時(shí)受地面的摩擦力為350N.不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。試求:

(1)物體對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?

(2)拉力F做功的功率是多少?

(3)拉力F的大小是多少?

(4)動(dòng)滑輪的重力是多少?

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