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，取g=10N/kg．求：

（1）“辽宁舰”满载时受到海水的浮力F1；
（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F2；
（3）“辽宁舰”以最高航速航行1000km所需要燃烧重油的质量m．

Answer 1

【答案】
（1）解：m排=67500t=67500×103kg，

辽宁舰所受浮力：

F1=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：

F2= = =1×107N

（3）解：在这种状态下匀速航行1000km，需要的机械能：

W=Fs=1×107N×1000×103m=1×1013J；

辽宁舰发动机的效率η=25%，因此需要重油放出的热量：

Q= = =4×1013J；

由Q=qm可得，需要完全燃烧重油的质量：

m= = =1×106kg=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】解答此题的关键在于理解二力平衡条件的应用的相关知识，掌握二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，即合力为零．（一物、二力、等大、反向、同直线），以及对阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：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．