Question

【题目】云门屯景区是位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区，该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨形山洞，十分壮观．为了减少环境污染，江上游船采用电力驱动，如图为一艘电动游船正驶过天门洞．这种游船满载时，船和人的总质量为2800kg．（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）．

（1）
该游船满载时，外船底最深处距水面0.5m ， 该处所受水的压强为多大？
（2）该游船满载时，游船排开水的体积为多少？
（3）
该游船满载时，在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶，此时游船所受水的阻力为400N ， 驱动电机的工作电压为60V ， 且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功，则此时驱动电机的工作电流为多少？

Answer 1

【答案】
（1）

【解答】解：满载时船底受到水的压强为：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa

答：该处所受水的压强为5×103Pa.

（2）

【解答】解：游船处于漂浮状态，则所受浮力等于总重力；

即F浮=G总=m总g；

由于F浮=G排=m排g，则m排=m总=2800kg，

由ρ=得：V排===2.8m3

答：该游船满载时，游船排开水的体积为2.8m3

（3）

【解答】解：由于游船匀速行驶，则此时游船的动力F=f=400N；

动力功率为：P机械=Fv=400N×1.5m/s=600W；

根据η=得：

消耗的电功率P电===750W，

由P=UI得：

电流I===12.5A．

答：驱动电机的工作电流为12.5A．

【解析】（1）运用液体压强公式p=ρgh，可求压强大小．
（2）结合物体状态漂浮，可求浮力，F浮=G船；利用F=ρgV排求排开水的体积；
（3）根据功率公式P=Fv求出动力功率，根据η=求出消耗的电功率，利用P=UI即可求出工作电流．
【考点精析】本题主要考查了液体的压强的计算和阿基米德原理的相关知识点，需要掌握液体内部压强的公式：p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意：h 指液体的深度，即某点到液面的距离；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排才能正确解答此题．