Question

【题目】2017年4月26日首艘国产航母下水，这激发了很多人对航母的热情.小明查阅了资料：2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史.如图是辽宁号航空母舰的图片，它满载时，航母的最大排水量达6.75万吨，以重油（原油提取汽油、柴油后剩余重质油）为燃料，总功率1.5×108W，最大舰长403米，舰宽70.5米，飞行甲板长300米，宽70米，最高航速约54km/h.2012年11月23日上午中国独立自主研发的航母舰载飞机歼-15首次成功降落在“辽宁舰”甲板上，如图乙所示请回答以下问题：

（1）当辽宁号航母满载时，航母所受的浮力是多大？
（2）在某次训练中，两名飞机起飞指挥员向歼-15飞行员下达起飞指令后，30驾歼-15陆续飞离航母平台后，已知每架歼-15的质量是20t, 则航母排开水的体积减少了多少？（海水的密度取1.0×103kg/m3）
（3）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力是多少？若在这种情况下匀速航行1000km，航母发动机的效率为25%，至少需要燃烧多少千克的重油？（重油的热值为4.0×107J/kg）
（4）若航母储存燃油质量一定时，它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，航母低速匀速连续的最大距离航行里程（大于/等于/小于）高速匀速连续航行的最大距离时续航里程.

Answer 1

【答案】
（1）6.75×108N
（2）600m3
（3）107N,1×106kg
（4）大于
【解析】解：（1）舰满载时排水量m排=67500t=6.75×107kg，根据浮力等于排开液体的重：

则浮力F浮=m排g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N；
（2）歼击机从航母甲板上起飞后，此时减小的浮力即为该飞机的重力，减小的质量等于排开水的质量：

减小的体积是： ；
（3）速度54km/h=15m/s，

根据 得：牵引力
行驶1000km=106m做的功：

根据 得：

燃烧重油质量： ；
（4）当燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定时，发动机克服阻力的功一定，

根据W=Fs，当受到的阻力与航速的平方成正比，即速度大时，阻力即F大，则S小，所以高速行驶低于低速行驶的距离.

答案：(1)6.75×108N (2)600m3；(3)107N；106kg；（4） 大于.

【考点精析】利用阿基米德原理和物体的浮沉条件及其应用对题目进行判断即可得到答案，需要熟知阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体 F浮＞G 时上浮，F浮 = G 时悬浮，F浮 ＜G 时下沉．物体浮沉条件的应用举例：（1）轮船（2）潜水艇（3）气球（4）飞艇、热气（5）密度计（密度计的刻度是从上到下刻度变大，刻度不均匀，且刻度无单位．）．