Question

19．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，受到的牽引力是總重的0.01倍，如果以這個速度勻速航行10h消耗燃油12t，問：
（1）驅(qū)逐艦在海面漂浮時，受到海水的浮力是多少？
（2）航行時驅(qū)逐艦的功率是多少Kw？
（3）整個航行過程中驅(qū)逐艦的效率是多大？（取q_燃油=4×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）知道驅(qū)逐艦受到的重力；根據(jù)物體的浮沉條件F_浮=G可知當(dāng)驅(qū)逐艦在海面上漂浮時受到的浮力；
（2）已知受到的牽引力是總重的0.01倍，可求得牽引力，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得航行時驅(qū)逐艦的功率；
（3）根據(jù)W=Pt可求得牽引力做功，利用Q=mq可求得燃油放出的熱量，再利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可求得整個航行過程中驅(qū)逐艦的效率．

解答 解：（1）輪船漂浮，F(xiàn)_浮=G_船=6×10⁷N，
（2）F=0.01G=0.01×6×10⁷N=6×10⁵N，
v=36km/h=10m/s，
驅(qū)逐艦功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=6×10⁵N×10m/s=6×10⁶W=6×10³kW；
（3）牽引力做功：W=Pt=6×10⁶W×10×3600s=2.16×10¹¹J，
燃油放熱：Q_放=mq=12×10³kg×4×10⁷J/kg=4.8×10¹¹J，
驅(qū)逐艦效率：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)逐艦在海面漂浮時，受到海水的浮力是6×10⁷N；
（2）航行時驅(qū)逐艦的功率是6×10³kW；
（3）整個航行過程中驅(qū)逐艦的效率是45%．

點(diǎn)評 此題考查了物體的浮沉條件及其應(yīng)用、功率的計算、熱機(jī)的效率等，都是力學(xué)最重要的公式或規(guī)律的應(yīng)用，考查角度全面，綜合性較強(qiáng)．