Question

【題目】云門(mén)屯景區(qū)是位于遵義市新蒲新區(qū)三渡鎮(zhèn)的國(guó)家4A級(jí)景區(qū)，該景區(qū)核心景點(diǎn)之一“天門(mén)洞”是樂(lè)安江在此穿山而過(guò)留下的寬80余米、高100余米的巨形山洞，十分壯觀．為了減少環(huán)境污染，江上游船采用電力驅(qū)動(dòng)，如圖為一艘電動(dòng)游船正駛過(guò)天門(mén)洞．這種游船滿載時(shí)，船和人的總質(zhì)量為2800kg．（g取10N/kg，水的密度為1.0×103kg/m3）．

（1）
該游船滿載時(shí)，外船底最深處距水面0.5m ， 該處所受水的壓強(qiáng)為多大？
（2）該游船滿載時(shí)，游船排開(kāi)水的體積為多少？
（3）
該游船滿載時(shí)，在平靜的樂(lè)安江上以1.5m/s的速度勻速行駛，此時(shí)游船所受水的阻力為400N ， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電壓為60V ， 且消耗的電能有80%用來(lái)克服水的阻力做功，則此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流為多少？

Answer 1

【答案】
（1）

【解答】解：滿載時(shí)船底受到水的壓強(qiáng)為：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa

答：該處所受水的壓強(qiáng)為5×103Pa.

（2）

【解答】解：游船處于漂浮狀態(tài)，則所受浮力等于總重力；

即F浮=G總=m總g；

由于F浮=G排=m排g，則m排=m總=2800kg，

由ρ=得：V排===2.8m3

答：該游船滿載時(shí)，游船排開(kāi)水的體積為2.8m3

（3）

【解答】解：由于游船勻速行駛，則此時(shí)游船的動(dòng)力F=f=400N；

動(dòng)力功率為：P機(jī)械=Fv=400N×1.5m/s=600W；

根據(jù)η=得：

消耗的電功率P電===750W，

由P=UI得：

電流I===12.5A．

答：驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作電流為12.5A．

【解析】（1）運(yùn)用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh，可求壓強(qiáng)大小．
（2）結(jié)合物體狀態(tài)漂浮，可求浮力，F(xiàn)浮=G船；利用F=ρgV排求排開(kāi)水的體積；
（3）根據(jù)功率公式P=Fv求出動(dòng)力功率，根據(jù)η=求出消耗的電功率，利用P=UI即可求出工作電流．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了液體的壓強(qiáng)的計(jì)算和阿基米德原理的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強(qiáng)單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點(diǎn)到液面的距離；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(kāi)的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排才能正確解答此題．