Question

14．中國首艘國產航母001A于2017年4月26日正式下水（如圖）．下水方式采用了漂浮式下水，這也是現代航母建造中普遍使用的下水方式．漂浮式下水是打開閘門讓海水注入船塢（停泊、修理或制造船只的地方），船依靠浮力浮起后駛離船塢．（g取10N/kg，海水密度取1.0×10³kg/m³）問：
（1）航母001A設計滿載排水量約7萬噸，那么它滿載時受到的浮力是多少？
（2）水面下4m處海水產生的壓強是多少？
（3）一位質量為60kg的殲15艦載機飛行員來到航母的水平甲板上，若雙腳與甲板的接觸面積是0.04m²，則他雙腳站立時對甲板的壓強是多少？

Answer 1

分析 （1）知道航母滿載排水量（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）已知深度，利用液體壓強公式p=ρgh．
（3）在水平甲板上，飛行員對甲板的壓力等于飛行員的重力，求出站立時的著地面積，再利用壓強公式p=$\frac{F}{S}$求飛行員站立時對甲板的壓強．

解答 解：（1）滿載時排水量：m_排=70000t=7×10⁷kg，
航母滿載時受到的浮力：F_浮=G_排=m_排g=7×10⁷kg×10N/kg=7×10⁸N；
（2）水面下4m處海水產生的壓強：
p=ρ_海水gh=1.0×10³kg/kg×10N/kg×4m=4×10⁴pa．
（3）在水平甲板上，對地面的壓力：F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
站立時著地面積：S=0.04m²，
雙腳站立時對甲板的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.04{m}^{2}}$=1.5×10⁴Pa；
答：（1）航母001A設計滿載排水量約7萬噸，那么它滿載時受到的浮力是7×10⁸N；
（2）水面下4m處海水產生的壓強是4×10⁴pa．
（3）他雙腳站立時對甲板的壓強是1.5×10⁴Pa．

點評 本題考查壓力和壓強的計算，關鍵是知道在水平地面上壓力等于物體重力，最容易出錯的是受力面積的計算
本題考查浮力的計算，以及排水量的有關問題，關鍵是知道排水量就是輪船滿載時排開水的質量．還要知道輪船漂浮時浮力等于自身重力．