Question

20．中國(guó)最新一代的通用型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦169 武漢號(hào)，052B型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦．2002年10月31日在江南造船廠下水．它滿載時(shí)總質(zhì)量約為7×10³t，驅(qū)逐艦滿載以72km/h的速度勻速直線航行時(shí)，驅(qū)逐艦受到的阻力是自身總重的0.01倍．海水密度近似取1×10³kg/m³．請(qǐng)分別計(jì)算：
（1）驅(qū)逐艦航行時(shí)的牽引力是多大？
（2）驅(qū)逐艦受到的浮力和排開海水的體積分別是多大？
（3）驅(qū)逐艦勻速航行時(shí)克服阻力做功的功率？

Answer 1

分析 （1）已知驅(qū)逐艦勻速直線航行受到的阻力是總重的0.01倍，利用二力平衡知識(shí)可求牽引力大小；
（2）根據(jù)F_浮=G_排=m_排g可求得驅(qū)逐艦受到的浮力，根據(jù)密度公式變形可求得排開海水的體積；
（3）勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)_動(dòng)=f，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得克服阻力做功的功率．

解答 解：（1）因?yàn)轵?qū)逐艦做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受平衡力的作用，
所以，F(xiàn)=f=0.01G=0.01×7×10³t×10N/kg=7×10⁵N；
（2）驅(qū)逐艦受到的浮力F_浮=G_排=m_排g=7×10³t×10N/kg=7×10⁷N，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，排開海水的體積V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{7×1{0}^{6}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=7×10³m³，
（3）勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)_動(dòng)=f=7×10⁵N，v=72km/h=20m/s，
P=P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=F_動(dòng)×v=7×10⁵N×20m/s=1.4×10⁷W．
答：（1）驅(qū)逐艦航行時(shí)的牽引力是7×10⁵N；
（2）驅(qū)逐艦受到的浮力為7×10⁷N，排開海水的體積是7×10³m³，
（3）驅(qū)逐艦勻速航行時(shí)克服阻力做功的功率為1.4×10⁷W．

點(diǎn)評(píng) 此題考查物體浮沉條件的應(yīng)用、速度的計(jì)算、功率的計(jì)算、二力平衡條件的應(yīng)用等，關(guān)鍵是利用二力平衡知識(shí)可求阻力大�。�