Question

【題目】【2016·柳州卷】如圖所示，它是我國第一艘航空母艦﹣﹣遼寧艦，如表是該航母的主要參數(shù)值．（g取10N/kg，海水的密度ρ海水=1．03×103kg/m3）

主要參數(shù)值
航母滿載時總質(zhì)量（包括艦載飛機）	6．75×107kg
每架艦載飛機的質(zhì)量	5150kg
每架艦載飛機與甲板的總接觸面積	5000cm2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行駛時所受阻力	3．6×108N

求：（1）每架艦載飛機對甲板的壓強；

（2）航母所受的浮力；

（3）若航母以正常航行速度勻速從甲地開往乙地，行駛了540km．求此過程中航母牽引力的功率；

（4）若其中一架艦載飛機起飛后，求航母排開海水的體積減少了多少？

Answer 1

【答案】（1）1．03×105Pa；（2）6．75×108N；（3）5．4×109W；（4）5m3

【解析】

（1）飛機對甲板的壓力：F=G飛機=m飛機g=5150kg×10N/kg=5．15×104N，對甲板的壓強：p=F/S=5．15×104N/（5000×10-4m2）=1．03×105Pa；（2）航母的總重力：G航母=m航母g=6．75×107kg×10N/kg=6．75×108N，由于航母漂浮，故F浮=G航母=6．75×108N；（3）由于航母勻速行駛，

故根據(jù)二力平衡條件可得：F牽=f=3．6×108N，v=54km/h=15m/s；則牽引力的功率：P=F牽v=3．6×108N×15m/s=5．4×109W；（4）一架艦載飛機起飛前后，航母受到的浮力分別為：F浮=G航母=ρ液gV排，F浮′=G航母﹣G飛機=ρ液gV排′，根據(jù)阿基米德原理可得排開海水的體積減少量：△V=V排﹣V排′=G航母/ρ海水g-（G航母﹣G飛機）/ρ海水g=G飛機/ρ海水g=5．15×104N/（1．03×103kg/m3×10N/kg）=5m3。