Question

2．如圖所示的防空導(dǎo)彈驅(qū)逐艦被譽(yù)為“中華神盾”．它滿載時(shí)總重約為6×10⁷N，驅(qū)逐艦滿載以36km/h的速度勻速直線航行時(shí)，受到的阻力是總重的0.01倍，如果以這個(gè)速度勻速航行10h消耗燃油12t．問：
（1）驅(qū)逐艦航行時(shí)的牽引力是多大？
（2）航行時(shí)驅(qū)逐艦克服阻力做了多少功？
（3）整個(gè)航行過程中驅(qū)逐艦的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知驅(qū)逐艦勻速直線航行受到的阻力是總重的0.01倍，利用二力平衡知識可求牽引力大小；
（2）利用速度公式變形求出10h行駛的路程，利用W=fs求解驅(qū)逐艦克服阻力做的功；
（3）利用Q_放=mq求出12t燃油完全燃燒放出的熱量，再利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求解驅(qū)逐艦的效率．

解答 解：（1）因?yàn)轵?qū)逐艦做勻速直線運(yùn)動，受平衡力的作用，
所以，F(xiàn)=f=0.01G=0.01×6×10⁷N=6×10⁵N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得，10h通過的路程為：
s=vt=36km/h×10h=360km=3.6×10⁵m，
驅(qū)逐艦克服阻力做功：
W=fs=6×10⁵N×3.6×10⁵m=2.16×10¹¹J；
（3）12t燃油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq_燃油=1.2×10⁴kg×4×10⁷J/kg=4.8×10¹¹J，
驅(qū)逐艦的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.16×1{0}^{11}J}{4.8×1{0}^{11}J}$×100%=45%．
答：（1）驅(qū)逐艦航行時(shí)的牽引力是6×10⁵N；
（2）航行時(shí)驅(qū)逐艦克服阻力做了2.16×10¹¹J的功；
（3）整個(gè)航行過程中驅(qū)逐艦的效率是45%．

點(diǎn)評 此題考查功和效率的計(jì)算，關(guān)鍵是利用二力平衡知識可求牽引力大小，同時(shí)應(yīng)該熟練運(yùn)用功、放熱和效率公式．