Question

12．某航母最大吃水深度為10.5m（指最底部到水面的豎直距離），排水量為6×10⁴t，艦載機(jī)50余架．
（取ρ_海水=1.03×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）每次戰(zhàn)機(jī)從甲板起降前，機(jī)組成員要對(duì)甲板進(jìn)行地毯式排查．已知飛行甲板長(zhǎng)300m，排查時(shí)人的行走速度約為1.2m/s，則船員從船頭到船尾進(jìn)行一次排查需要多長(zhǎng)時(shí)間？
（2）若該艦的聲吶探頭距海面深度為10m，則該聲吶探頭受到海水的壓強(qiáng)是多少？
（3）該艦滿載時(shí)排水量為6×10⁴t，則滿載時(shí)受到的浮力為多少？當(dāng)一架艦載機(jī)起飛后，航母排開海水的體積減小了還是增大了？

Answer 1

分析 （1）知道飛行甲板長(zhǎng)度和排查時(shí)人的行走速度，利用速度公式的變形公式求出船員從船頭到船尾進(jìn)行一次排查需要多長(zhǎng)時(shí)間；
（2）知道海水的密度和聲吶探頭距海面深度，根據(jù)液體壓強(qiáng)計(jì)算公式求出聲吶探頭受到海水的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)阿基米德原理即可求出滿載時(shí)受到的浮力；艦載機(jī)起飛后，航母的重力減少，受到的浮力減少，減少的浮力等于艦載機(jī)的重力，然后由浮力公式的變形公式即可判斷排開海水的體積變化．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得，船員從船頭到船尾進(jìn)行一次排查需要的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{300m}{1.2m/s}$=250s．
（2）聲吶探頭受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×10m=1.03×10⁵Pa．
（3）該艦滿載時(shí)排水量m_排=6×10⁴t=6×10⁷kg，
滿載時(shí)排開水的重力：
G_排=m_排g=6×10⁷kg×10N/kg=6×10⁸N，
由阿基米德原理得，滿載時(shí)受到的浮力：
F_浮=G_排=6×10⁸N，
當(dāng)一架艦載機(jī)起飛后，△F_浮=G_{艦載機(jī)}=ρ_海水gV_排，
因?yàn)楹侥甘艿降母×�減小了，所以航母排開海水體積減小了．
答：（1）船員從船頭到船尾進(jìn)行一次排查需要的時(shí)間為250s；
（2）該聲吶探頭受到海水的壓強(qiáng)是1.03×10⁵Pa；
（3）滿載時(shí)受到的浮力為6×10⁸N；當(dāng)一架艦載機(jī)起飛后，航母排開海水的體積減小了．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了速度公式、液體壓強(qiáng)公式及阿基米德原理等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是公式及變形公式靈活應(yīng)用，同時(shí)還要知道艦載機(jī)起飛后，浮力的減小量等于艦載機(jī)的重力．