问题补充:
12月11日,一声汽笛长鸣,在众人目送中,中国目前吨位最大、性能最先进的渔政船“中国渔政206船”踏上首航的征程,赴钓鱼岛海域执行护渔维权任务.该船全长129.28米,宽17.8米、高13.85米,满载排水量5872吨,吃水深8.1米,(取ρ海水=1.00×103kg/m3)
(1)中国渔政206船达到最大吃水深度时,船底部受到海水的压强为多大?
(2)3月23日,中国渔政206船在钓鱼岛执法,船上质量为20t的直升飞机起飞驱赶日本保安厅船只,飞机起飞后,航母排开海水的体积减少了多少m3?
(3)中国渔政206船停在某海域准备起航时,卷锚机将其中一只浸没在水中的铁锚以2m/s速度匀速拉起,若某时刻铁锚和浸在水中的铁链总质量为8t,则此时卷锚机对铁锚和铁链做功的功率至少是多少瓦?(铁锚已离开海底,取ρ铁=8×103kg/m3) 物理
答案:
【答案】 (1)船底部受到海水的压强为:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.1m=8.1×104Pa;
(2)飞机起飞后,航母受到的浮力减小了△F浮=G飞机=m飞机g=20×103kg×10N/kg=2×105N;
则△V排=△F浮ρ海水g=2×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=20m3;
(3)铁锚和铁链的体积:
V=mρ铁=8×103kg8×103kg/m3=1m3,
因为完全浸没,所以V排=V=1m3;
铁锚和铁链在海水中受到的浮力:
F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N
则拉力至少为:
F=G-F浮=8×103kg×10N/kg-104N=7×104N
所以功率至少为:
P=Fv=7×104N×2m/s=1.4×105W.
答:(1)船底部受到海水的压强为8.1×104Pa;
(2)飞机起飞后,航母排开海水的体积减少了20m3;
(3)卷锚机对铁锚和铁链做功的功率至少是1.4×105W.
【问题解析】
(1)根据p=ρ液gh计算船底受到海水的压强;(2)航母漂浮在海水中,所以F浮=G,当飞机起飞后,由于航母的总重减小,所以受到的浮力也减小,根据△V排=△F浮ρ海水g计算排开水的体积的减少量;(3)根据递推法,要计算功率,需用公式P=Wt=Fv,所以需计算出此时卷锚机对物体的拉力F,而F=G-F浮,则需根据F浮=ρ液gV排计算出物体在水中受到的浮力,其排开水的体积可根据V=mρ求出. 名师点评本题考点 液体的压强的计算;阿基米德原理;功率的计算. 考点点评此考查了液体压强的计算,浮力公式的运用及功率的计算,其中涉及到了密度的知识,特别是(3)问中,要求拉力的功率,求出拉力是关键.
【本题考点】
液体的压强的计算;阿基米德原理;功率的计算. 考点点评此考查了液体压强的计算,浮力公式的运用及功率的计算,其中涉及到了密度的知识,特别是(3)问中,要求拉力的功率,求出拉力是关键.