Question

9．如圖所示是我國自主研制的新型氣墊兩棲登陸艇，它的質(zhì)量約為1.0×10⁵kg，底面積約為500m²．問：
（1）登陸艇漂浮在海面上時(shí)，受到的浮力是多少？它靜止在水平海灘上時(shí)，對(duì)海灘的壓強(qiáng)是多少？
（2）若登陸艇用3.0×10⁵N的推進(jìn)力，以20m/s的航速行駛10min，則登陸艇的功率是多少．
（3）登陸艇在這10min內(nèi)消耗燃油20L，若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，熱值為4.6×10⁷J/kg，則發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒釋放的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）知道兩棲的登陸艇質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg求出登陸艇受到的重力；根據(jù)物體的浮沉條件F_浮=G可知當(dāng)兩棲登陸艇在海面上漂浮時(shí)受到的浮力；
知道登陸艇著地總面積（地面受力面積），利用壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$求登陸艇對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）知道登陸艇的推進(jìn)力和航行速度根據(jù)公式P=Fv求出登陸艇的功率；
（3）根據(jù)密度公式求出燃油的質(zhì)量，根據(jù)Q_放=mq求出發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒釋放的熱量．

解答 解：（1）登陸艇的重力：G=mg=1.0×10⁵kg×10N/kg=1.0×10⁶N；
因?yàn)榈顷懲�漂浮在海面上，所以登陸艇受到的浮力：F_浮=G=1.0×10⁶N；
登陸艇靜止在水平海灘上，則登陸艇對(duì)水平海灘的壓力：F=G=1×10⁶N，
登陸艇對(duì)水平海灘的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{6}N}{500{m}^{2}}$=2×10³Pa；
（2）登陸艇的功率：P=Fv=3.0×10⁵N×20m/s=6×10⁶W．
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得燃油的質(zhì)量：
m′=ρV=0.8×10³kg/m³×20×10^-3m³=16kg，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=m′q=16kg×4.6×10⁷J/kg=7.36×10⁸J．
答：（1）它漂浮在海面上時(shí)，受到的浮力是1.0×10⁶N；登陸艇靜止在水平海灘上時(shí)，對(duì)海灘的壓強(qiáng)是2×10³Pa；
（2）登陸艇的功率是6×10⁶W．
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒釋放的熱量是7.36×10⁸J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力和壓強(qiáng)的計(jì)算、物體浮沉條件的應(yīng)用、功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用，是一道難度適中的計(jì)算題．