Question

17．閱讀短文，回答問題：
中國(guó)首艘航空母艦“遼寧”號(hào)正式交接服役，從此中國(guó)擺脫了沒有航母的歷史．如圖甲是遼寧號(hào)航空母艦的圖片，最大艦長(zhǎng)304米，艦寬70.5米，飛行甲板長(zhǎng)300米、寬70米，最高航速約54km/h．2012年11月23日上午中國(guó)獨(dú)立自主研發(fā)的航母艦載飛機(jī)-殲-15首次成功降落在“遼寧艦”甲板上（如圖乙所示）．
殲-15艦載機(jī)在地面附近沿水平方向低空飛行時(shí)，機(jī)翼上、下表面的壓強(qiáng)差p和空氣流速v速度的關(guān)系可表示為P=$\frac{1}{2}$ρv²，式中ρ表示空氣密度．飛機(jī)總質(zhì)量為25噸，起飛時(shí)升力由機(jī)翼獲得，機(jī)翼的總面積為60m²，大氣壓為1.0×10⁵Pa，空氣密度為1.2Kg/m³，（ g=10N/Kg ）．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）當(dāng)航母在平靜的水面航行時(shí)，它所受的浮力等于（選填“大于”“等于”或“小于”）它的總重力．如圖丙為2012年度最美動(dòng)作“走你”的精彩瞬間，兩位指令員為“殲15”發(fā)出了起飛指令，“殲15”起飛后，航母受到的浮力將變�。ㄗ兇�、不變、變�。�，船體將上浮（上浮、下沉、不變）．
（2）如果“殲15”的著艦的三只輪子與甲板的接觸總面積是0.5m²，靜止停在飛機(jī)庫(kù)中三架“殲15”對(duì)甲板的壓強(qiáng)是5×10⁵；
（3）艦載機(jī)機(jī)翼的橫截面設(shè)計(jì)成如左圖所示的形狀，飛行時(shí)機(jī)翼上表面附近的空氣流速大于（選填“大于”、“等于”或“小于”）下表面附近的空氣流速．利用在氣體中流速越大的位置壓強(qiáng)越�。ㄟx填“越大”或“越小”）的原理，為飛機(jī)提供升力．
（4）由于飛機(jī)起飛時(shí)相對(duì)于空氣要有比較大的速度才能順利起飛，所以飛機(jī)起飛時(shí)是逆風(fēng)好（選填“順風(fēng)”或“逆風(fēng)”）．假設(shè)某一次該艦載機(jī)在無風(fēng)時(shí)在水平飛行甲板上起飛，艦載機(jī)起飛時(shí)速度至少應(yīng)為83.3m/s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物體的浮沉條件，當(dāng)物體漂浮時(shí)浮力等于重力；
戰(zhàn)機(jī)在起飛前是停在航母上的，應(yīng)將其與航母看成一個(gè)整體，再根據(jù)漂浮的條件，可判斷戰(zhàn)機(jī)起飛前后浮力的變化情況，利用阿基米德原理判斷它排開水的體積變化．
（2）求出飛機(jī)的重力，即可得出對(duì)甲板的壓力，利用p=$\frac{F}{S}$求出壓強(qiáng)．
（3）一些交通工具做成流線型，不僅可以減少空氣阻力，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，上方空氣在相等的時(shí)間內(nèi)通過的路程較大，流速較快，則壓強(qiáng)較小，所以可以產(chǎn)生向上的舉力，便于起飛；
（4）飛機(jī)起飛，則向上的舉力最小等于其重力，可根據(jù)壓強(qiáng)公式求出上下表面受到的壓強(qiáng)差，從而根據(jù)題干給出的速度與壓強(qiáng)的關(guān)系得出速度的大小．

解答 解：（1）當(dāng)航母在平靜的水面航行時(shí)，由于漂浮，它所受的浮力等于它的總重力；
“殲15”從航母上起飛后，航母的總重力減小，
根據(jù)漂浮物體的重力等于自身重力可知：此時(shí)航母受到的浮力將減小，
由F_浮=ρgV_排可知：當(dāng)航空母艦上艦載飛機(jī)起飛后，它排開水的體積會(huì)減小，故船體將上�。�
（2）飛機(jī)的重力G=mg=25×10³kg×10N/kg=2.5×10⁵N；
則對(duì)甲板的壓力F′=G=2.5×10⁵N；
壓強(qiáng)p′=$\frac{F′}{{S}_{輪}}$=$\frac{2.5×1{0}^{5}N}{0.5{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（3）由圖知，在相同時(shí)間內(nèi)，上方空氣通過的路程較長(zhǎng)，速度較大，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，流速越大，壓強(qiáng)越小，下方的壓強(qiáng)大于上方的壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生升力；
（4）飛機(jī)逆風(fēng)行駛時(shí)空氣相對(duì)流速更快，產(chǎn)生的升力更大，所以飛機(jī)起飛時(shí)是逆風(fēng)好；
根據(jù)受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，飛機(jī)起飛的舉力最小等于該飛機(jī)的重力，即F=G，
則p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.5×1{0}^{5}N}{60{m}^{2}}$=$\frac{25}{6}$×10³Pa
根據(jù)公式p=$\frac{1}{2}$ρv²，則v=$\sqrt{\frac{2p}{ρ}}$=$\sqrt{\frac{2×\frac{25}{6}×1{0}^{3}Pa}{1.2kg/{m}^{3}}}$≈83.3m/s．
故答案為：（1）等于；變小；上��；（2）5×10⁵；（3）大于；越��；（4）逆風(fēng)；83.3；

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了物體的浮沉條件及功和減弱噪聲的途徑及流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，都是基礎(chǔ)性問題；同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)新知識(shí)的應(yīng)用，主要考查了學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受能力和應(yīng)用能力．