Question

【題目】2012年9月25日上午，中國首艘航空母艦“遼寧”號正式交接服役，從此中國擺脫了沒有航母的歷史．航母上安裝有衛星通訊天線、有源相控陣雷達等設備，配備近防武器系統和各型艦載機，有關參數下表所示．新型固定翼艦載機在“遼寧”號航母訓練平臺上的著落、起飛試驗已取得成功．

遼寧號航空母艦參數
滿載排水量/t	67500	總功率/kW	1.5×105
動力提供（燃料）	重油	最高航速km/h	54
最大艦長/m	304	最大艦寬/m	70.5
發動機的效率/%	25	最大艦載機數量/架	30

（1）下列有關航母、艦載飛機的說法不正確的是_______；

A. 飛機靜止在航母甲板時，飛機受到的重力與支持力是一對平衡力

B. 飛機起飛時，獲得推力的施力物體是發動機
C. 飛機起飛時，是利用力的作用是相互的來獲得推力的

D. 飛機降落時，以飛機為參照物，則航母是運動的

（2）航母的作戰優勢源于其搭載的艦載機，艦載機在航空母艦上必須短距起飛，艦載機在剛上升過程中動能________，勢能________．（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（3）該航母滿載行駛受到的浮力________ N（g取10N/kg）．在某次訓練中，指揮員向殲﹣15飛行員下達起飛指令后，掛彈后質量達22t的艦載機從跑道上起飛后，艦底所受海水的壓強將________（填變化情況），航母排開海水的體積將________（填變化情況）．

（4）如果航母總功率全部用來提供它向前的牽引力，當航母以最高航速54km/h航行時，它產生的牽引力是________ N，若在這種狀態下勻速航行1000km，航母發動機的效率為25%，至少需要燃燒________ t的重油．（重油的熱值為4.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】B 增大 增大 6.75×108 變小 減小 1×107 103

【解析】

（1）①物體靜止或做勻速直線運動時，受到的力平衡力；

②力是物體對物體的作用，物體間力的作用是相互的；

③判斷物體運動還是靜止的，要選擇參照物，選擇的參照物不同，得出的結論也可能不同．

（2）動能與質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能與高度和質量有關，質量越大，高度越高，重力勢能增大；

（3）知道航母滿載時的排水量，利用阿基米德原理求出航母的浮力，掛彈后質量達22t的艦載機從跑道上起飛后，航母上浮，即可判斷航母排開液體體積的變化；根據液體壓強特點分析艦底受到壓強的變化；

（4）知道航母最高航速，利用P=Fv求此時的牽引力；知道行駛的距離，利用W=Fs計算航母做的有用功（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；

(1)A．飛機靜止在航母甲板時，飛機受到的重力與支持力是一對平衡力，A選項說法正確；

B． 飛機起飛時，獲得推力的施力物體是空氣，B選項說法錯誤；

C．飛機起飛時，螺旋槳轉動對空氣施加向后的推力，由于物體間力的作用是相互的，因此空氣同時對飛機施加向前的推力，飛機就起飛了，該選項說法正確；

D．飛機降落時，以飛機為參照物，航母的位置不斷發生變化，因此航母是運動的，該選項說法正確；

故選B．

(2)艦載機離機起飛過程中；

①質量不變、速度增大，動能增大；

②質量不變、高度增大，重力勢能增大。

(3)航母滿載排水量是67500t，因此受到的浮力F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N；艦載機從跑道上起飛后，航母的總重力減小，根據物體漂浮時，浮力等于物體自身的重力，故航母將會上浮一些，艦底所受海水的壓強變小，排開海水的體積減小；

(4)航母最高航速V=54km/h=15m/s航行時，由P，v得，PFv，F =1×107N，在這種狀態下勻速航行1000km，需要的機械能W=FS=1×107N×1000×103m=1×1013J；航母發動機的效率η=25%,η=即：25%=，解得重油放出的熱量Q=4×1013J；因為Q=qm，所以需要完全燃燒重油的質量m =1×106kg=103t.