Question

2011年10月21日早上5時(shí)45分，“海峽號(hào)”高速客滾船從平潭澳前碼頭起航，首次穿越臺(tái)灣海峽，試航臺(tái)灣基隆港．如圖所示，該輪船速度極大，最大航速可達(dá)72km/h，排水量達(dá)到260噸，在試航平潭至臺(tái)灣基隆航行時(shí)間約3.5小時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力功率5.0×10⁵W．有三個(gè)“法寶“．第一是船體由鋁合金制成．第二是船尾四個(gè)噴水器，第三點(diǎn)是船底獨(dú)特的構(gòu)造和特殊的推進(jìn)系統(tǒng)相配合．問(wèn)：在試航過(guò)程中，
（1）平潭至臺(tái)灣基隆距離有多少km？
（2）輪船所受的浮力是多少N？
（3）該輪船勻速航行時(shí)牽引力所做功是多少J？

Answer 1

解：
（1）平潭至臺(tái)灣基隆距離為S=vt=72km/h×3.5h=252km．
答：平潭至臺(tái)灣基隆距離為252km．
（2）輪船排開(kāi)的水受到的重力為G_排=m_排g=2.6×10⁵kg×9.8N/kg=2.548×10⁶N；
輪船受到的浮力為F_浮=G_排=2.548×10⁶N．
答：輪船受到的浮力為2.548×10⁶N．
（3）牽引力做的功為W=Pt=5.0×10⁵W×3.5×3600s=6.3×10⁹J．
答：牽引力做的功為6.3×10⁹J．
分析：（1）已知輪船行駛的速度和時(shí)間，利用公式S=vt得到距離；
（2）已知輪船排開(kāi)水的質(zhì)量，可以得到排開(kāi)水的重力；輪船受到的浮力等于其重力；
（3）已知牽引力的功率和工作時(shí)間，利用公式W=Pt得到牽引力做的功．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了速度變形公式、輪船排水量、阿基米德原理的應(yīng)用和功的計(jì)算，屬于力學(xué)綜合題，有一定的難度，解決的關(guān)鍵是掌握基本公式，根據(jù)題目需要做相應(yīng)的公式變形．