Question

为纪念郑和下西洋六百年，南京市仿制了一艘缩小的郑和宝船，计划于2014年下水，试航后将沿当年郑和航线“八下西洋”． 仿古宝船长71.1米，宽14.05米，吃水深度4.6m，满载排水量1800吨，有六桅六帆，主桅高38米，帆面积600m²．
（1）仿古宝船满载时所受的浮力有多大？
（2）仿古宝船船底所受水的压强有多大？ρ_海水=1.0×10³kg/m³
（3）某次航行恰遇顺风，测得此时风对帆的风压为100Pa，仿古船以27km/h的速度匀速航行，此时风推动帆船的功率有多大？

Answer 1

解：（1）m_排=1800t=1800×10³kg，
仿古宝船所受浮力：F_浮=G_排=m_排g=1800×10³kg×10N/kg=1.8×10⁷N；
（2）p=ρ_海水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4.6m=4.6×10⁴Pa；
（3）根据p=得，F=pS=100Pa×600m²=60000N；
所以P=Fv=60000N×m/s=4.5×10⁵pa．
答：（1）仿古宝船满载时所受的浮力有1.8×10⁷N；
（2）仿古宝船船底所受水的压强有4.6×10⁴Pa；
（3）风推动帆船的功率有4.5×10⁵pa．
分析：（1）知道航母满载排水量（排开水的质量），利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力；
（2）知道航母的吃水深度（舰底所处深度），利用液体压强公式求该舰满载时的舰底所受海水的压强；
（3）首先根据F=pS计算出风对帆船的推力，根据P==Fv计算风推动船的功率．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式、功率公式的掌握和运用，要利用好功率推导公式P=Fv，能从航母参数表中得出相关信息是本题的关键．