Question

2012年9月25日，我国第一艘航母“辽宁”号开始服役，使我国海军捍卫国家领海主权的能力有了进一步的提升，飞羽同学在网上查找到了该舰的一些数据如下：

主尺寸	长304米、宽70.5米、吃水10.5米（满载）
排水量	57000吨（标准）、67500吨（满载）
动力	4台蒸汽轮机、147200千瓦
航速	57.6km/h

请你解决下面的问题：（ρ_海水=1.1×10³kg/m³，g=10N/kg，排水量是轮船在满载时排开水的质量）
（1）蒸汽轮机工作室需要燃烧燃油，燃油是______能源（选填“可再生”、“不可再生”）；发动机工作时，做功冲程把内能转化为______．
（2）该舰满载时舰底所受到的压强有多大？
（3）该舰满载时所受的浮力有多大？
（4）若该舰以最大航速匀速直线行驶，受到的阻力是多少？

Answer 1

解：（1）燃油是不可能在自然界短时间内得到补充，因此燃油是不可再生能源；发动机工作时，做功冲程把内能转化为机械能；
（2）该舰满载时舰底所受到的压强：
p=ρgh=1.1×10³kg/m³×10N/kg×10.5m=1.155×10⁵Pa；
（3）满载时的排水量：
m_排=67500t=67500×10³kg，
该舰满载时所受的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=67500×10³kg×10N/kg=6.75×10⁸N；
（4）该舰最大航速匀速直线行驶时的速度：
v=57.6km/h=16m/s，
∵P=Fv，
∴该舰的动力：
F===9.2×10⁶N，
∵匀速前进，
∴该舰所受阻力f=F=9.2×10⁶N．
答：（1）不可再生；机械能；
（2）该舰满载时舰底所受到的压强为1.155×10⁵Pa；
（3）该舰满载时所受的浮力为6.75×10⁸N；
（4）若该舰以最大航速匀速直线行驶，受到的阻力是9.2×10⁶N．
分析：（1）能在自然界源源不断的获得的是可再生能源；在短时间内不能在自然界获得补充的属于不可再生能源；发动机的做功冲程把内能转化为机械能；
（2）知道航母的吃水深度，利用液体压强公式求该舰满载时的舰底所受海水的压强；
（3）知道航母满载排水量（排开水的质量），利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力；
（4）知道航母功率，利用P=Fv求匀速航行时的动力，由于匀速前进该舰所受阻力等于动力．
点评：本题考查了学生对能源的分类、能量的转化、阿基米德原理、液体压强公式、功率公式的掌握和运用，要利用好功率推导公式P=Fv，能从航母参数表中得出相关信息是本题的关键．