Question

釣魚島是我國的領(lǐng)土．2012年3月3日，我國政府公布了釣魚島及部分附屬島嶼的名稱，并嚴(yán)正聲明，日本政府在釣魚島及周邊海域開展的相關(guān)活動是違反國際法的．如圖所示，為釣魚島與在大陸、臺灣、沖繩地理位置示意圖．

中國第一艘航母--“瓦良格”號即將服役，如圖所示，其長304米、寬70.5m、吃水深度10.5m，排水量達(dá)6.7×10⁴t，艦載機(jī)50余架…將為保衛(wèi)我國領(lǐng)土領(lǐng)海，發(fā)揮重要的作用．
（1）若我航母以30節(jié)的航速從大陸出發(fā)駛往釣魚島，所需的時間為多少小時？（1節(jié)=1海里/時）
（2）“瓦良格”航母滿負(fù)荷運行時，達(dá)到最大吃水深度，此時航母底部受到海水的壓強(qiáng)為多大？（取ρ_海水=1.00×10³kg/m³）
（3）在演習(xí)過程中，“瓦良格”號航母上全掛重量達(dá)30t的艦載機(jī)從跑道上起飛后，航母排開海水的體積減小了多少米³？

Answer 1

已知：s=180海里，v=30海里/小時，h=10.5m，m_{艦載機(jī)}=30t=3×10⁴kg，ρ_海水=1.00×10³kg/m³，g=9.8N/kg
求：（1）航母以30節(jié)的航速從大陸出發(fā)駛往釣魚島，所需的時間t；
（2）“瓦良格”航母滿負(fù)荷運行時，達(dá)到最大吃水深度時，航母底部受到海水的壓強(qiáng)p；
（3）在演習(xí)過程中，“瓦良格”號航母上全掛重量達(dá)30t的艦載機(jī)從跑道上起飛后，航母排開海水的體積減小的量△V_排
解：（1）根據(jù)v=可得：
航行時間t===6小時；
（2）航母底部受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρ_海水gh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×10.5m=1.029×10⁵Pa；
（3）∵航母漂浮時，受到的浮力和自身的重力相等，
∴艦載機(jī)起飛后，航母受到的浮力減小了△F_浮=G_{艦載機(jī)}，
根據(jù)F_浮=ρgV_排得：
排開海水體積減小的量△V_排====30m³．
答：（1）航母以30節(jié)的航速從大陸出發(fā)駛往釣魚島，所需的時間為6小時；
（2）“瓦良格”航母滿負(fù)荷運行時，達(dá)到最大吃水深度時，航母底部受到海水的壓強(qiáng)為1.029×10⁵Pa；
（3）在演習(xí)過程中，“瓦良格”號航母上全掛重量達(dá)30t的艦載機(jī)從跑道上起飛后，航母排開海水的體積減小了30米³．
分析：（1）已知路程與航母的航行速度，由速度公式的變形公式求出航母的運行時間；
（2）已知航母的最大吃水深度，由液體壓強(qiáng)公式求出航母底部受到海水的壓強(qiáng)；
（3）艦載機(jī)起飛后，航母的重力減少，受到的浮力減少，減少的浮力等于艦載機(jī)的重力，然后由阿基米德原理求出航母排開海水體積減小的量．
點評：本題考查了速度公式、液體壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件和阿基米德原理的綜合應(yīng)用，能題干中提取出有用的信息是關(guān)鍵．