为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅,中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权,如图所示.“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,最大航速13.5节(约25km/h),续航力15000海里,是一艘装备精良的现代化综合海监船.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力有多大?(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?(3)“向阳红06”船在某处执行任务时,以18km/h的速度匀速航行6小时,巡航的路程为多少km?若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿,则这一过程中船的推进力所做的功为多少?

问题描述:

为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅,中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权,如图所示.“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,最大航速13.5节(约25km/h),续航力15000海里,是一艘装备精良的现代化综合海监船.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力有多大?
(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?
(3)“向阳红06”船在某处执行任务时,以18km/h的速度匀速航行6小时,巡航的路程为多少km?若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿,则这一过程中船的推进力所做的功为多少?

(1)船的排水量为:m=4900t=4.9×106kg
“向阳红6号”所受到的浮力为F=mg=4.9×106kg×10N/kg=4.9×107N;
(2)船底受到的压强为P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;
(3)“向阳红6号“船巡航的路程为:S=vt=18km/h×6h=108km
因为船匀速行驶,所以F=f=1.0×106N
船的推进力所做的功为W=FS=1.0×106N×1.08×105m=1.08×1011J.
答:
(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力为4.9×107N;
(2)该处受到海水的压强是6×104Pa;
(3)巡航的路程为108km;船的推进力所做的功为1.08×1011J.
答案解析:(1)浸在液体中的物体,受到的浮力等于排开的水重;已知轮船的排水量,可以得到排开的水重,也就得到了轮船受到的浮力;
(2)已知海水的密度和船底所在的深度,利用P=ρgh计算船底受到的压强;
(3)已知轮船行驶的速度和时间,可以得到行驶是路程;
因为轮船匀速航行,所以推进力等于海水阻力;已知推进力和行驶的路程,利用公式W=FS计算推进力做的功.
考试点:液体的压强的计算;速度公式及其应用;功的计算.


知识点:分析轮船类漂浮的物体受到的浮力时,一般都要利用浮力与重力相等,在此基础上结合阿基米德原理求解物体的体积或密度.