Question

有一種用于清理河道、港口泥沙的抽砂船．工作時(shí)，用高壓水槍噴射出的水柱將細(xì)砂沖起，再利用水泵將細(xì)砂抽起通過(guò)管道輸送到目的地．下面是某型號(hào)抽砂船的有關(guān)參數(shù)．（設(shè)濕砂的平均密度為2.0×10³㎏/m³，河水的密度為1.0×10³㎏/m³、g取10N/㎏）

型號(hào)	10FGKN-30
船重（非工作狀態(tài)）	10t
流量Q（m3/h）	1000
最大功率（kW）	400
最大揚(yáng)程（m）	32

（1）該抽砂船在非工作狀態(tài)下，排開水的體積是多少？
（2）高壓水槍水壓為3.0×10⁷Pa，水槍噴嘴的面積為5.0×10^-6㎡，若不考慮水從噴嘴噴出時(shí)橫截面積的變化，高壓水流產(chǎn)生的壓力為多少？
（3）若某一次抽砂的高度為12m，抽砂船的工作效率為80%，則抽砂船實(shí)際消耗的功率為多少？（結(jié)果保留整數(shù)）

Answer 1

分析：（1）抽砂船在非工作狀態(tài)下，受到的浮力等于自身重力，根據(jù)公式F_浮=ρgV_排可求排開水的體積；
（2）已知壓強(qiáng)和面積的大小，根據(jù)公式F=PS可求產(chǎn)生的壓力；
（3）已知抽砂船的最大功率和最大揚(yáng)程，還知道現(xiàn)在的高度，以及工作效率，可求抽砂船實(shí)際消耗的功率．

解答：解：（1）抽砂船在非工作狀態(tài)下，排開水的體積V_排=

F浮

ρg

=

G

ρg

=

m

ρ

=

10000kg

1×103kg/m3

=10m³；
答：該抽砂船在非工作狀態(tài)下，排開水的體積是10m³；
（2）根據(jù)公式P=

F

S

可知，產(chǎn)生的壓力F=PS=3.0×10⁷Pa×5.0×10^-6m²=150N；
答：產(chǎn)生的壓力為150N；
（3）抽砂船實(shí)際消耗的功率P_實(shí)=

12

32

×400kw×80%=120kw．
答：抽砂船實(shí)際消耗的功率為120kw．

點(diǎn)評(píng)：本題考查體積、壓力和功率的計(jì)算，關(guān)鍵要知道物體漂浮時(shí)受到的浮力等于自身的重力；還要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．