Question

10．輪船的船舷上都有吃水線（載重線），它表示船滿載且能安全行駛時(shí)船舷與水面相交的位置．而每條海輪上標(biāo)有的吃水線都有好幾條．如圖是某海輪上標(biāo)出的吃水線，觀察此船的吃水線；據(jù)資料我國用“瓦良格”號(hào)航母改造的航空母艦長304m、寬70m，最大排水量6.7萬噸，最大吃水10.5m．求：
（1）輪船航行時(shí)，受到的最大浮力是多大？
（2）當(dāng)吃水深度為10.5m時(shí)，艦底受到海水的壓強(qiáng)是多少？
（3）原艦設(shè)計(jì)的4臺(tái)蒸汽輪機(jī)，總功率1.47×10⁵KW．若以此為動(dòng)力航行50min，動(dòng)力所做的功是多少？（海水的密度取1.03×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）已知最大排水量，利用阿基米德原理和重力公式可求最大浮力；
（2）已知海水密度和深度，利用公式p=ρgh得到船底受到海水的壓強(qiáng)；
（3）已知輪船蒸汽輪機(jī)的總功率和航行時(shí)間，利用公式W=Pt得到動(dòng)力做的功．

解答 解：
（1）根據(jù)阿基米德原理可知，最大浮力：
F_浮=G_排=m_排g=6.7×10⁷kg×10N/kg=6.7×10⁸N；
（2）海水對(duì)船底的壓強(qiáng)為：
p=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×10.5m≈1.08×10⁵Pa；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，動(dòng)力做的功為：
W=Pt=1.47×10⁸W×3000s=4.41×10¹¹J．
答：
（1）輪船航行時(shí)，受到的最大浮力是6.7×10⁸N；
（2）海水對(duì)船底的壓強(qiáng)為1.08×10⁵Pa；
（3）動(dòng)力做的功為4.41×10¹¹J．

點(diǎn)評(píng) 此題考查的是浮力的計(jì)算、液體壓強(qiáng)的計(jì)算和功率變形公式的應(yīng)用，所考知識(shí)點(diǎn)都是力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，需要熟練掌握基本公式或規(guī)律．