Question

（2013?宜昌模拟）2012年11月16日，我国第一艘配载直升机的渔政执法船310船开赴东海钓鱼岛等海洋执法，为我国渔民护渔护航，中国渔政310可以持续航行60昼夜，配备有两架载人质量为3850千克的船载Z-9A型直升机．该船部分技术数据如图12所示．（海水的密度为1.03×10³kg/m³，g取10N/kg）

中国渔政310技术数据
排水量	2580吨
全长	108米
全宽	14米
燃料	柴油
最高速度	18节
续航距离	6000海里

（1）请你利用所给的数据计算渔政310船满载时排开海水的体积是多少立方米？若两架船载Z-9A型直升机都飞离了该船执行任务后，该船所受到的浮力为多少牛？
（2）试分析直升机飞离船后，船底所受海水的压强如何变化？并说明理由．
（3）试分析该船在航行过程中的主要能量转化情况．

Answer 1

分析：（1）满载时渔政310船根据排水量利用V=

m

ρ

即可求出排开海水的体积，根据漂浮条件可知所受的浮力等于满载时排开水的重力，然后用渔政310船总重力减去两架船载Z-9A型直升机的重力，即可得知直升机飞离后该船所受到的浮力．
（2）已知浮力的变化可知船底深度的变化，根据公式p=ρgh可知受海水压强的变化．
（3）知道船是利用热机工作的，则需要消耗燃料获得动力从而使船航行．

解答：解：（1）已知m_排=2580t=2.58×10⁶kg，
根据阿基米德原理F_浮=G_排，即ρ_海V_排g=m_排g，
∴V_排=

m排

ρ海

=

2.58×106kg

1.03×103kg/m3

≈2505m³；
因为船处于漂浮状态，则F_浮=G_总=m_排g=2.58×10⁶kg×10N/kg=2.58×10⁷N；               
直升机飞离后，船受到的浮力为F_浮=G_总-G_机=2.58×10⁷N-3850 kg×10N/kg=2.57615×10⁷N．
（2）因为直升机飞离后，船受到的浮力减小，排开海水的体积减小，则船体上升，船底离水面的深度减小，由p=ρ_液gh得船底受到的压强变小．                   
（3）船是利用热机工作的，则利用燃料燃烧，产生热量，传递给工作物质，然后对外做功，获得机械能，所以能量转化过程是：化学能→内能→机械能．  
答：（1）船满载时排开海水的体积是2505m³；若两架船载Z-9A型直升机都飞离了该船执行任务后，该船所受到的浮力为2.58×10⁷N；
（2）船底受到的压强变小；因为直升机飞离后，船受到的浮力减小，排开海水的体积减小，则船体上升，船底离水面的深度减小，由p=ρ_液gh得船底受到的压强变小．
（3）该船在航行过程中的主要能量转化情况是：化学能→内能→机械能．

点评：（1）考查了浮力和液体压强的计算，关键是知道排水量是指满载时排开水的重力．
（2）考查热机工作时能量转化过程：化学能→内能→机械能．