Question

20．閱讀短文，回答問題．
如圖甲是我國首艘“海上飛船”--“翔州1”．它的最大起飛質(zhì)量為2.5t，巡航速度140～160km/h，最大航速可達(dá)210km/h，最高能爬升至150m，可乘坐7人．它既可以在水中航行，又可以貼近水面飛行．該設(shè)計利用了“翼地效應(yīng)”，即當(dāng)運(yùn)動的飛行器掉到距地面（或水面）很近時，氣流流過機(jī)翼后會向后下方流動，這時地面（或水面）將產(chǎn)生一股向上的反推力，使整個機(jī)體的上下壓力差增大，升力會陡然增加，阻力減�。�

（1）下列有關(guān)“翔州1”的說法中錯誤的是C
A．“翔州1”漂浮在水面時，它受到的重力與浮力是一對平衡力
B．“翔州1”在水面上飛行時，機(jī)翼下表面受到的空氣壓強(qiáng)較大
C．“翼地效應(yīng)”是利用流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系使“翔州1”獲得更大升力的
D．隨著“翔州1”在水面以上爬升的高度增加，船外大氣壓減小
（2）“翔州1”在平靜的水面由靜止開始運(yùn)動，若運(yùn)動過程中受到的阻力不變，水平方向獲得的動力F隨運(yùn)動時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．t=50s后，“翔州1”以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動．則在0～50s內(nèi)，“翔州1”的運(yùn)動狀態(tài)是加速（選填“減速”、“先加速后減速”或“加速”）運(yùn)動．從50～100s時間內(nèi)牽引力做了1×10⁷J的功．
（3）該“翔州1”以最大航速勻速飛行1.5h通過的路程是315km．“翔州1”船身設(shè)計成“流線形”是為了減小阻力．
（4）“翔州1”靠岸后，有5名乘客從船上登岸，則船排開海水的體積約減少多少0.35m³？（人的平均質(zhì)量為70kg，ρ_海水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）流體中流速越快的地方，壓強(qiáng)越��；物體間力的作用是相互的；
（2）根據(jù)“翔州1”做勻速直線運(yùn)動的情況判斷出其所受阻力的大小，從而可判斷出在0～50s內(nèi)動力與阻力的關(guān)系，可得速度的變化情況；
（3）確定最大速度和所用時間，根據(jù)s=vt計算出路程；
船身設(shè)計成“流線形”是為了減小阻力；
（4）乘客登岸后，船受到的浮力減小，所有V_排減小，根據(jù)阿基米德原理可計算出減少的體積．

解答 解：
（1）A、當(dāng)“翔州1”漂浮在水面時，它受到的重力和浮力是一對平衡力，故A正確；
B、“翔州1”在水面上飛行時，下表面空氣流速較慢，所以機(jī)翼下表面受到的空氣壓強(qiáng)較大，故B正確；
C、由題可知，“翼地效應(yīng)”能使它掉到距地面（或水面）很近時獲得更大的升力，是因?yàn)榈孛妫ɑ蛩�面）對機(jī)翼下方有向上的推力，這利用了力的作用是相互的，故C錯誤；
D、大氣壓隨海拔高度的增大而減小，所以隨著“翔州1”在水面以上爬升的高度增加，船外大氣壓減小，故D正確；
（2）由圖乙知，當(dāng)“翔州1”做勻速直線運(yùn)動時，動力為1.0×10⁴N，
所以，根據(jù)二力平衡條件可得船受到的阻力：f=F=1.0×10⁴N；
由圖象知，在0～50s內(nèi)，動力均大于阻力，所以此時“翔州1”做加速運(yùn)動；
從50～100s時間內(nèi)“翔州1”通過的路程：s=vt=20m/s×50s=1000m；
所以從50～100s時間內(nèi)牽引力做功：W=Fs=1×10⁴N×1000m=1×10⁷J；
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，以最大航速航行1.5h通過的路程：
s=v_最大t=210km/h×1.5h=315km；
“翔州1”船身設(shè)計成“流線形”是為了減小阻力；
（4）船處于漂浮狀態(tài)，所以F_浮=G，5名乘客登岸后，浮力減小量：
△F_浮=△G=5mg=5×70kg×10N/kg=3500N；
由F_浮=ρ_液gV_排可得，排開海水的體積減小量：
△V_排=$\frac{△{F}_{浮}}{{ρ}_{海水}g}$=$\frac{3500N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.35m³．
故答案為：（1）C；（2）加速；1×10⁷；（3）315；減小阻力；（4）0.35．

點(diǎn)評 本題是一道綜合應(yīng)用題目，主要考查了浮力的相關(guān)知識、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系、力的作用的相互性、速度公式的應(yīng)用及功的計算，考查全面．