Question

【題目】如圖所示，我國“殲15”艦載機已在“遼寧艦”上成功起降，“遼寧艦”成為真正意義上的航母．“遼寧艦”的有關參數如表所示．

滿載排水量Gm（t）	67500	最大功率Pm（kW）	1.5×105
動力提供（燃料）	重油	最高航速vm（km/h）	54
最大艦長Lm（m）	304	最大艦寬dm（m）	70.5
發動機效率η（%）	25	最大艦載機數量nm（架）	30

已知海水密度ρ海水=1.1×103kg/m3 ， 重油的熱值q=4.0×107J/kg．求：

（1）“遼寧艦”滿載時受到海水的浮力；
（2）“遼寧艦”發動機以最大功率、最高航速航行時提供的牽引力；
（3）“遼寧艦”以最大功率、最高航速航行1500km所需要燃燒重油的質量．

Answer 1

【答案】
（1）解：m排=67500t=67500×103kg，

遼寧艦所受浮力：

F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N

（2）解：遼寧艦最高航速v=54km/h=15m/s，

由P= = =Fv可得牽引力：

F= = ═1×107N

（3）解：在這種狀態下勻速航行1500km，需要的機械能（牽引力做的功）：

W=Fs=1×107N×1500×103m=1.5×1013J；

遼寧艦發動機的效率η=25%，因此需要重油放出的熱量：

Q= = =6×1013J；

由Q=qm可得，需要完全燃燒重油的質量：

m= = =1.5×106kg=1.5×103t

【解析】（1）知道遼寧艦滿載排水量（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）知道遼寧艦最高航速，利用P=Fv求此時的牽引力；（3）知道行駛的距離，利用W=Fs計算遼寧艦做的有用功（有用能量）；根據效率公式求燃料完全燃燒放出的熱量（總能量），再利用Q=mq求至少需要燃燒重油的質量．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用物體的浮沉條件及其應用和功率的計算與測量的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時上浮，F浮 = G 時懸浮，F浮 ＜G 時下沉．物體浮沉條件的應用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計（密度計的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．