Question

【題目】2019年6月17日，南通建造的海洋生活平臺(tái)“高德4號(hào)”出海試航，試航過(guò)程中平臺(tái)的排水量為2×107kg，平臺(tái)以5m/s的速度勻速直線航行5×103m，所受阻力是平臺(tái)重的0.02倍，g取10N/kg， q燃油=4.0×107J/kg，問(wèn):

(1)平臺(tái)受到的浮力？

(2)平臺(tái)所受牽引力做功的功率？

(3)若平臺(tái)燃油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)效率為40%，該試航過(guò)程需要燃燒燃油質(zhì)量？

Answer 1

【答案】(1)2×108 N (2)2×107 W (3) 1.25×103 kg

【解析】

（1）根據(jù)阿基米德原理F浮=G排，即可求出浮力；

（2）根據(jù)二力平衡求出牽引力的大小，利用W=Fs，求出牽引力做的功，由求出航行時(shí)間，利用求出功率；

（3）根據(jù)求出燃油放出的熱量，再利用即可求出燃油質(zhì)量。

（1）已知平臺(tái)的排水量為m排=2×107kg，根據(jù)阿基米德原理可知，平臺(tái)受到的浮力

（2）平臺(tái)漂浮時(shí)，，所受阻力是平臺(tái)重的0.02倍，平臺(tái)所受的阻力

由于平臺(tái)勻速直線航行，根據(jù)二力平衡條件，平臺(tái)所受的牽引力

，

平臺(tái)航行的路程s=5km=5×103m，牽引力做的功

平臺(tái)以5m/s的速度勻速直線航行，由得，航行時(shí)間

，

則平臺(tái)所受牽引力的功率

。

（3）由得，燃油燃燒放出的熱量

由可得，至少需要燃燒的燃油質(zhì)量

答：（1）平臺(tái)受到的浮力2×108N；

（2）平臺(tái)所受牽引力的功率2×107W；

（3）若平臺(tái)燃油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)效率為40%，該試航過(guò)程至少需要燃燒的燃油質(zhì)量為1.25×103kg。