Question

4．濱江濕地、魚肥水美，是休閑娛樂的好去處，小文在某次乘電動小船游玩時，通過咨詢、查閱記錄了如表信息．

XX電動船
銘牌參數(shù)		此次游玩實際數(shù)據(jù)
滿載排水量	0.55m3	排開水的體積	0.4m3
電動機功率	300W	吃水深度	0.2m
艙容	5人	勻速行駛速度	2m/s
空載排水量	0.1m3	水的阻力	70N

（1）請計算，電動船所受浮力和電動船底受到水的壓強．
（2）此次游玩，電動船勻速前進5分鐘，請計算電動船的能量轉(zhuǎn)化效率
（3）電動船與燃油船相比有什么優(yōu)點？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排計算船受到的浮力；
已知船底所處水的深度，由液體壓強公式p=ρgh計算船底受到海水的壓強；
（2）由速度公式的變形公式svt計算船行駛的路程；由W_有=Fs=fs計算克服阻力所做的有用功；由W_總=Pt計算出消耗的電能，即總功，最后由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$計算出電動船的能量轉(zhuǎn)化效率；
（3）從能量轉(zhuǎn)化效率、尾氣排放、噪聲、環(huán)保等方面分析電動船與燃油船的相比的優(yōu)點．

解答 解：（1）電動船所受浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m³=4×10³N；
電動船底受水的壓強：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2×10³Pa．
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可知，電動船行駛的路程：
s=vt=2m/s×60s×5=600m；
克服水的阻力做功：
W_有=Fs=fs=70N×600m=4.2×10⁴J；
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可知，電動船消耗的電能：
W_總=Pt=300W×60s×5=9×10⁴J；
電動船的能量轉(zhuǎn)化效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$=46.7%；
（1）①電動船比燃油船的能量轉(zhuǎn)化率高，節(jié)能；
②電動船尾氣零排放，清潔，環(huán)保；
③燃油船排放廢氣污染大氣，電動船比燃油船環(huán)保；
④電動船比燃油船噪聲小，環(huán)保．
故答案為：（1）電動船所受浮力和電動船底受到水的壓強為2×10³Pa．
（2）電動船的能量轉(zhuǎn)化效率為46.7%；
（3）①電動船比燃油船的能量轉(zhuǎn)化率高，節(jié)能；
②電動船尾氣零排放，清潔，環(huán)保；
③燃油船排放廢氣污染大氣，電動船比燃油船環(huán)保；
④電動船比燃油船噪聲小，環(huán)保．

點評 本題圍繞交通工具---電動船，考查了浮力的計算，液體壓強的計算，功的計算、電動船的效率，電動船節(jié)能環(huán)保等知識，解決這類綜合性題目要求有扎實的物理功底，還要有提取信息的能力，具體分析求解．