Question

【题目】图甲是我国首艘国产航母﹣001A型航空母舰，它属于中型常规动力航母。该航母满载时的总质量为7×104t，航母上配置了滑跃式起飞的歼﹣15舰载机，每架舰载机的质量为30t，舰载机与航母甲板的总接触面积为6000cm2．2018年5月13日该航母再次下水进行试航，航母在10min内航行了6km。如图乙所示是该航母试航过程中牵引力F与航行速度ν的关系图象。（ρ水=1.0×103kg/m3）

试计算：

（1）航母试航时的平均速度是多少？

（2）航母满载时排开水的体积是多少？

（3）每架舰载机对航母甲板的压强是多少？

（4）试航过程中，航母的牵引力所做的功是多少？

Answer 1

【答案】（1）36km/h（2）7×104m3（3）5×105 Pa（4）3.24×1012J

【解析】

（1）已知航母下水进行试航时的时间和里程，利用速度公式计算速度；

（2）根据物体漂浮条件和重力公式可求航母满载时受到的浮力，根据阿基米德原理可求航母满载时排开水的体积；

（3）已知舰载机总质量，根据 求重力，舰载机静止时，对甲板的压力等于重力，已知和甲板的总接触面积，根据求在航母甲板上的歼﹣10C舰载机对甲板的压强；

（4）根据航母试航过程中牵引力F与航行速度ν的关系图象得出牵引大小，然后利用 计算试航过程中，航母的牵引力所做的功。

（1）航母试航时的平均速度：；

（2）航母满载时漂浮在海面上，故受到的浮力：

，

根据 可得，航母满载时排开水的体积： ；

（3）每架舰载机的重力： ，

舰载机在航母甲板上静止时，舰载机对甲板的压力： ，

与甲板的总接触面积约为 ，

则每架舰载机对航母甲板的压强：；

（4）由乙图可知，当航行速度v=10m/s时，牵引力F=5.4×108N，

所以试航过程中，航母的牵引力所做的功： 。

答案：（1）36km/h（2）7×104m3（3）5×105 Pa（4）3.24×1012J