Question

3．随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式服役，如图所示，下表所示是某航母的主要参数．（取g=10N/kg）

主要参数
航母总质量（包括舰载飞机）	6×107kg
每架舰载飞机的质量	5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000cm2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3.6×108N

求：
（1）求每架舰载飞机对甲板的压强？
（2）求航母所受的总重力和浮力的大小？
（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km，求此过程中航母牵引力做功的功率？

Answer 1

分析 （1）舰载飞机对甲板的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出受到的压强；
（2）根据G=mg求出航母所受的总重力，利用物体漂浮的条件求出浮力的大小；
（3）航母正常航行速度匀速行驶时，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牵引力的功率．

解答 解：
（1）舰载飞机对甲板的压力：
F=G₁=m₁g=5150kg×10N/kg=5.15×10⁴N，
舰载飞机对甲板的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5.15×1{0}^{4}N}{5000×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.03×10⁵Pa；
（2）航母总重力：
G₂=m₂g=6×10⁷kg×10N/kg=6×10⁸N，
由漂浮条件可知，
F_浮=G₂=6×10⁸N；
（3）航母在匀速行驶，根据二力平衡可得：
F_牵=f=3.6×10⁸N，
牵引力的功率：
P=F_牵v=3.6×10⁸N×$\frac{54}{3.6}$m/s=5.4×10⁹W．
答：（1）每架舰载飞机对甲板的压强为1.03×10⁵Pa；
（2）航母的总重力和受到的浮力均为6×10⁸N；
（3）航母行驶过程中牵引力的功率为5.4×10⁹W．

点评 本题考查了压强公式、重力公式、物体漂浮条件的应用，关键是知道水平面上物体的压力与自身的重力相等，计算过程要注意单位的换算．