Question

【題目】2017年4月26日首艘國產航母下水，這激發了很多人對航母的熱情.小明查閱了資料：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.如圖是遼寧號航空母艦的圖片，它滿載時，航母的最大排水量達6.75萬噸，以重油（原油提取汽油、柴油后剩余重質油）為燃料，總功率1.5×108W，最大艦長403米，艦寬70.5米，飛行甲板長300米，寬70米，最高航速約54km/h.2012年11月23日上午中國獨立自主研發的航母艦載飛機殲-15首次成功降落在“遼寧艦”甲板上，如圖乙所示請回答以下問題：

（1）當遼寧號航母滿載時，航母所受的浮力是多大？
（2）在某次訓練中，兩名飛機起飛指揮員向殲-15飛行員下達起飛指令后，30駕殲-15陸續飛離航母平臺后，已知每架殲-15的質量是20t, 則航母排開水的體積減少了多少？（海水的密度取1.0×103kg/m3）
（3）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，它產生的牽引力是多少？若在這種情況下勻速航行1000km，航母發動機的效率為25%，至少需要燃燒多少千克的重油？（重油的熱值為4.0×107J/kg）
（4）若航母儲存燃油質量一定時，它在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比，航母低速勻速連續的最大距離航行里程（大于/等于/小于）高速勻速連續航行的最大距離時續航里程.

Answer 1

【答案】
（1）6.75×108N
（2）600m3
（3）107N,1×106kg
（4）大于
【解析】解：（1）艦滿載時排水量m排=67500t=6.75×107kg，根據浮力等于排開液體的重：

則浮力F浮=m排g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N；
（2）殲擊機從航母甲板上起飛后，此時減小的浮力即為該飛機的重力，減小的質量等于排開水的質量：

減小的體積是： ；
（3）速度54km/h=15m/s，

根據 得：牽引力
行駛1000km=106m做的功：

根據 得：

燃燒重油質量： ；
（4）當燃油質量、燃油熱值、航母發動機效率一定時，發動機克服阻力的功一定，

根據W=Fs，當受到的阻力與航速的平方成正比，即速度大時，阻力即F大，則S小，所以高速行駛低于低速行駛的距離.

答案：(1)6.75×108N (2)600m3；(3)107N；106kg；（4） 大于.

【考點精析】利用阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應用對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；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．）．