Question

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

主要參數(shù)值
航母總質(zhì)量（包括艦載飛機(jī)）	6×107kg
每架艦載飛機(jī)的質(zhì)量	5150kg
每架艦載飛機(jī)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(shí)所受阻力	3.6×108N

求：
（1）求每架艦載飛機(jī)對(duì)甲板的壓強(qiáng)．
（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(jī)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(jī)對(duì)甲板的壓力：

F=G1=m1g=5150kg×10N/kg=5.15×104N，

艦載飛機(jī)對(duì)甲板的壓強(qiáng)：

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(jù)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(jī)起飛前后，航母受到的浮力：

F浮=ρ液gV排，F(xiàn)浮1=G2﹣G1=ρ液gV排1，

根據(jù)阿基米德原理可得：

△V=V排﹣V排1= ﹣ = = =5m3

【解析】（1）艦載飛機(jī)對(duì)甲板的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出受到的壓強(qiáng)；（2）根據(jù)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(shí)，受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，根據(jù)P= = =Fv求出牽引力的功率；（4）艦載飛機(jī)起飛前后，航母始終漂浮，根據(jù)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．