Question

【題目】隨著我國經濟的不斷增長，國防力量也在加強，我國第一艘航空母艦“遼寧號”已正式交接．根據某航母的主要參數值列式計算：（g=10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3）

主要參數值
航母總質量（包括艦載飛機）	6×107kg
每架艦載飛機的質量	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）求每架艦載飛機對甲板的壓強．
（2）求航母所受的總重力和浮力的大小．
（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）解：艦載飛機對甲板的壓力：

F=G1=m1g=5150kg×10N/kg=5.15×104N，

艦載飛機對甲板的壓強：

p= = =1.03×105Pa

（2）解：航母總重力：

G2=m2g=6×107kg×10N/kg=6×108N，

由漂浮之，

F浮=G2=6×108N

（3）解：航母在勻速行駛，根據二力平衡可得：

F牽=f=3.6×108N，

牽引力的功率：

P=F牽v=3.6×108N× m/s=5.4×109W

（4）解：艦載飛機起飛前后，航母受到的浮力：

F浮=ρ液gV排，F浮1=G2﹣G1=ρ液gV排1，

根據阿基米德原理可得：

△V=V排﹣V排1= ﹣ = = =5m3

【解析】（1）艦載飛機對甲板的壓力和自身的重力相等，根據G=mg求出其大小，再根據壓強公式求出受到的壓強；（2）根據G=mg求出航母所受的總重力，利用物體漂浮的條件求出浮力的大小；（3）航母正常航行速度勻速行駛時，受到的阻力和牽引力是一對平衡力，根據P= = =Fv求出牽引力的功率；（4）艦載飛機起飛前后，航母始終漂浮，根據阿基米德原理分別求出排開水的體積，兩者之差即為航母排開海水減少的體積．