Question

19．如图所示，我国第一艘航空母舰“辽宁号”，于2012年9月25日诞生，航空母舰上设有机场、商店、洗浴中心、餐厅、电影院、武器设备等，不载物时，它的自身质量为5.5×10⁴t，满载物时，它的最大排水体积为6.7×10⁴m³．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）航空母舰不载物时所受到的浮力；
（2）航空母舰满载物时所受到的浮力；
（3）航空母舰最多能载多重的物体．

Answer 1

分析 （1）物体漂浮时，浮力等于重力；
（2）根据阿基米德原理求出浮力；
（3）根据排水量和自身质量求出载重．

解答 解：
（1）航空母舰不载物时的质量为自身的质量，航母漂浮时浮力等于重力，
则航空母舰不载物时所受到的浮力：
F_浮=G=mg=5.5×10⁴×10³kg×10N/kg=5.5×10⁸N；
（2）航空母舰满载物时，排水体积最大，
则由阿基米德原理可得，航空母舰满载物时所受到的浮力：
F_浮′=ρ_海水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6.7×10⁴m³=6.7×10⁸N；
（3）航空母舰满载物时，浮力等于总重力，即F_浮′=G+G_载，
所以，航空母舰的最大载重为：
G_载=F_浮′-G=6.7×10⁸N-5.5×10⁸N=1.2×10⁸N．
答：（1）航空航母不载物时所受到的浮力为5.5×10⁸N；
（2）航空航母满载物时所受到的浮力为6.7×10⁸N；
（3）航空航母最多能载重为1.2×10⁸N．

点评 本题考查了漂浮时浮力与重力的关系、阿基米德原理公式的应用，要注意单位的换算．