Question

【题目】如图所示，我国“歼15”舰载机已在“辽宁舰”上成功起降，“辽宁舰”成为真正意义上的航母．“辽宁舰”的有关参数如表所示．

满载排水量Gm（t）	67500	最大功率Pm（kW）	1.5×105
动力提供（燃料）	重油	最高航速vm（km/h）	54
最大舰长Lm（m）	304	最大舰宽dm（m）	70.5
发动机效率η（%）	25	最大舰载机数量nm（架）	30

已知海水密度ρ海水=1.1×103kg/m3 ， 重油的热值q=4.0×107J/kg．求：

（1）“辽宁舰”满载时受到海水的浮力；
（2）“辽宁舰”发动机以最大功率、最高航速航行时提供的牵引力；
（3）“辽宁舰”以最大功率、最高航速航行1500km所需要燃烧重油的质量．

Answer 1

【答案】
（1）解：m排=67500t=67500×103kg，

辽宁舰所受浮力：

F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N

（2）解：辽宁舰最高航速v=54km/h=15m/s，

由P= = =Fv可得牵引力：

F= = ═1×107N

（3）解：在这种状态下匀速航行1500km，需要的机械能（牵引力做的功）：

W=Fs=1×107N×1500×103m=1.5×1013J；

辽宁舰发动机的效率η=25%，因此需要重油放出的热量：

Q= = =6×1013J；

由Q=qm可得，需要完全燃烧重油的质量：

m= = =1.5×106kg=1.5×103t

【解析】（1）知道辽宁舰满载排水量（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）知道辽宁舰最高航速，利用P=Fv求此时的牵引力；（3）知道行驶的距离，利用W=Fs计算辽宁舰做的有用功（有用能量）；根据效率公式求燃料完全燃烧放出的热量（总能量），再利用Q=mq求至少需要燃烧重油的质量．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用物体的浮沉条件及其应用和功率的计算与测量的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握物体的浮沉条件：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．）；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．