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7.抗洪抢险部队接到命令:要求一次从甲地调运65t钢材到乙地,现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船,船身(包括船员)质量约17t.已知钢材的密度为7.9×103kg/m3
(1)船满载时受到最大浮力?
(2)能否将钢材全部装进货船内一次运走?
(3)为使部队按要求完成任务,利用你所学的物理知识,通过计算为部队设计一个最佳运输方案.

分析 (1)船受到的最大浮力等于船满载时排开水的重力;
(2)判定能否一次运走,关键是看钢材的质量与船的质量的和是否小于最大装载量即排水量,只有小于才能装得下;
(3)要想一次运走,只能让钢材浸入到水中时由于受到浮力从而减轻了船的压力,才能运走.

解答 解:(1)船受到的最大浮力F=G=mg=80000kg×10N/kg=8×105N;
(2)因为65t+17t=82t>80t,所以不能将钢材全部装进货船内一次运走;
(3)将钢材全部装进船内后超重G′=m′g=(65t+17t-80t)g=2×1000kg×10N/kg=2×104N;
要使船只安全行驶,则需要将一部分钢材浸在水中,
这部分钢材受到的浮力F=GgV=2×104N;
浸入水中钢材的体积:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2m3
浸入水中钢材的质量mV=7.9×103kg/m3×2m3=15.8t;
方案:将15.8吨钢材搁在船外(注意船平衡),浸在水中拖行.
答:(1)船满载时受到最大浮力为8×105N;
(2)不能将钢材全部装进货船内一次运走;
(3)将15.8吨钢材搁在船外(注意船平衡),浸在水中拖行.

点评 本题考查了浮力的计算、阿基米德原理、以及物体的浮沉条件等知识.综合性强,难度大.

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