Question

11．“遼寧號”航空母艦是中國人民解放軍第一艘可以搭載固定翼飛機的航空母艦，如圖甲所示，可搭載40架左右各型艦載機，成為中國第一艘現(xiàn)代航母，并于2012年11月首降成功．“遼寧艦”的主要性能參數(shù)如下：（本題g取10N/kg，海水的密度ρ_海水取1×10³kg/m³）
主尺寸：艦長304m，水線281m，艦寬70.5m．
排水量（船舶排開的水的質(zhì)量）：57000t（標準），67500t（滿載）．
動力：4臺蒸汽輪，4軸，200000馬力．
航速：29-32節(jié)
（1）當“遼寧艦”平臺滿載時，它受到的浮力為多少？
（2）殲-15是中國第一代艦載戰(zhàn)斗機，如圖乙所示，當殲-15戰(zhàn)斗機飛離“遼寧艦”平臺后，“遼寧艦”將上浮一些．滿載的“遼寧艦”上有20架殲-15戰(zhàn)斗機，每架戰(zhàn)斗機的質(zhì)量為27t，當殲-15戰(zhàn)斗機全部飛離“遼寧艦”后，“遼寧艦”排開海水的體積會改變多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理，船滿載時受到的浮力等于其排開水的重力．
（2）航母處于漂浮狀態(tài)，浮力變化決定于重力的變化，然后根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排判斷航母排開體積的變化，可知航母上浮還是下沉；
求出飛機飛離航母前后浮力變化量，利用F_浮=ρ_液gV_排計算排開海水的體積變化量．

解答 解：（1）由題意知：“遼寧艦”平臺滿載時，處于漂浮狀態(tài)，
則F_浮=G_排=m_排g=67500×10³kg×10N/kg=6.75×10⁸N．
（2）飛機飛離航母前后，航母都處于漂浮狀態(tài)，浮力始終等于重力，當飛機飛離航母時，航母總重減小，所以浮力相應(yīng)減�。�
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可知，海水密度不變，航母排開水的體積減小，故“遼寧艦”將上浮一些；
飛機飛離航母前后浮力變化量：
△F_浮=G_飛機=m_飛機g=20×27×10³kg×10N/kg=5.4×10⁷N，
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可得排開海水的體積變化量：
△V_排=$\frac{△{F}_{浮}}{{ρ}_{海水}g}$=$\frac{5.4×1{0}^{7}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5.4×10³m³．
答：（1）當“遼寧艦”平臺滿載時，它受到的浮力為6.75×10⁸N；
（2）上�。划敋�-15戰(zhàn)斗機全部飛離“遼寧艦”后，“遼寧艦”排開海水的體積會改變5.4×10³m³．

點評 本題考查了浮力的大小計算、阿基米德原理，知道飛機飛離航母前后浮力變化量等于飛機的重力是解答此題的關(guān)鍵．