Question

15．隨著也門局勢升級，中國一艘054A導(dǎo)彈護衛(wèi)艦于3月29日�？吭谝查T港口亞丁，準(zhǔn)備撤離中國公民，該艦滿載時排水量是4053噸，吃水深度5米，最大航速50km/h，如圖乙是護衛(wèi)艦的v-t圖象，若該艦輸出功率恒為25600kW，試求：（g=10N/kg，ρ_海水=1.02g/cm³）
（1）在0-0.2h內(nèi)，護衛(wèi)艦受到的動力＞阻力（選填“＞”“＜”或“=”）；
（2）護衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓強和壓力各是多少？
（3）護衛(wèi)艦在加速階段輸出的機械能是多少焦耳？
（4）護衛(wèi)艦勻速向前航行時，水對艦的阻力是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象中在0-0.2h內(nèi)，速度不斷增加可得出結(jié)論；
（2）已知吃水深度5米，根據(jù)p=ρgh可求得護衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓強，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知護衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓力；
（3）根據(jù)輸出功率恒為25600kW，利用P=$\frac{W}{t}$可求得護衛(wèi)艦在加速階段輸出的機械能；
（4）根據(jù)輸出功率恒為25600kW，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得水對艦的動力F，在根據(jù)二力平衡條件求得阻力．

解答 解：（1）由圖象可知，在0-0.2h內(nèi)，速度不斷增大，由此可得護衛(wèi)艦受到的動力大于阻力；
（2）護衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓強p=ρ_海水gh=1.02×10³kg/m³×10N/kg=1.02×10⁴Pa；
護衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓力F=F_浮=G_排=m_排g=4.053×10⁶kg×10N/kg=4.053×10⁷N；
（3）已知P=25600kW=2.56×10⁷W，t=0.2h=0.2×3600s=720s，
由p=$\frac{W}{t}$可得，護衛(wèi)艦在加速階段輸出的機械能W=Pt=2.56×10⁷W×720s=1.8432×10¹⁰J；
（4）已知P=25600kW=2.56×10⁷W，v=50km/h=$\frac{125}{9}$m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，可得，F(xiàn)=$\frac{P}{v}$=$\frac{2.56×1{0}^{7}W}{\frac{125}{9}m/s}$=1.8432×10⁶N，
因為護衛(wèi)艦勻速向前航行時，所以水對艦的阻力f=F=1.8432×10⁶N．
答：（1）＞；
（2）護衛(wèi)艦滿載時船底受到的壓強為1.02×10⁴Pa；壓力是4.053×10⁷N；
（3）護衛(wèi)艦在加速階段輸出的機械能是1.8432×10¹⁰J；
（4）護衛(wèi)艦勻速向前航行時，水對艦的阻力是1.8432×10⁶N．

點評 此題以熱點問題“也門撤僑”為載體，考查壓強公式的計算、功率公式的應(yīng)用等知識點，是一道綜合性較強的題目．