Question

【題目】2015年，我國(guó)建造的世界首座半潛式圓筒型海洋生活平臺(tái)“希望7號(hào)”出海試航，“希望7號(hào)”獨(dú)特的圓筒型設(shè)計(jì)理念具有技術(shù)先進(jìn)、安全穩(wěn)定和作業(yè)可靠等優(yōu)勢(shì)。試航期間將進(jìn)行推進(jìn)器安裝作業(yè)，航速、傾斜試驗(yàn)和全球定位系統(tǒng)等相關(guān)試驗(yàn)。在試航中，若“希望7號(hào)”平臺(tái)的排水量（排開(kāi)水的質(zhì)量）為2．5×104t，以5m/s的速度勻速直線航行5km，航行中所受阻力為4×106N。取g=10N/kg，燃油的熱值q燃油=4×107J/kg。問(wèn)：

（1）“希望7號(hào)”平臺(tái)進(jìn)行全球定位系統(tǒng)試驗(yàn)中，與衛(wèi)星之間是通過(guò)波聯(lián)系的。
（2）平臺(tái)受到的浮力是多大？
（3）一名工作人員體重為700N，自由站立在平臺(tái)地面上，若他的雙腳與地面的接觸面積為0．04m2 ， 他對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？
（4）平臺(tái)所受牽引力的功率是多大？若平臺(tái)燃油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)效率為40%，則該段試航過(guò)程至少需要燃燒的燃油質(zhì)量是多少？

Answer 1

【答案】
（1）電磁波
（2）解：平臺(tái)的排水量為m排 =2．5×104 t=2．5×107 kg，根據(jù)阿基米德原理可知，

平臺(tái)受到的浮力F浮=G排=m排g=2．5×107 kg×10N/kg=2．5×108 N；

（3）解：工作人員體重即對(duì)地面的壓力，所以工作人員對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=F/S=700N/0．04m2=1．75×104 Pa；
（4）解：平臺(tái)漂浮時(shí)，G=F浮 =2．5×108 N，平臺(tái)所受的阻力f=nG=0．016×2．5×108 N=4×106 N，

因?yàn)槠脚_(tái)勻速直線航行，根據(jù)二力平衡條件，平臺(tái)所受的牽引力F牽 =f=4×106 N，

平臺(tái)航行的路程s=5km=5×103 m，牽引力做的功W=Fs=4×106 N×5×103 m=2×1010 J，

由v=s/t得：t=s/v=5×103m/5m/s=1×103 s，

則平臺(tái)所受牽引力的功率：P=W/t=2×1010J/1×103s=2×107 W，

由η=W/Q放得，燃油燃燒放出的熱量Q放 =W/n=2×1010J/0．4=5×1010 J

由Q放 =mq得燃油質(zhì)量：m=Q放/q燃油=5×1010J/4×107J/kg=1．25×103 kg。

【解析】（1）衛(wèi)星系統(tǒng)是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的；（2）根據(jù)F浮=G排=m排g來(lái)計(jì)算浮力的大小；（3）根據(jù)p==計(jì)算對(duì)地面的壓強(qiáng)；（4）根據(jù)公式P=、W=Fs得出功率的大小，也可根據(jù)P=Fv進(jìn)行計(jì)算；燃油完全燃燒放出的熱為總能量，克服阻力做的功為有效利用的能量，根據(jù)W=Fs、Q=mq、W=ηQ便可得出燃油的質(zhì)量.
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和浮力大小的計(jì)算，需要了解壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正確答案．