Question

16．去年10月，廣西首批遠(yuǎn)海鋼質(zhì)燈光漁船和拖網(wǎng)漁船在北海鐵山港石頭埠開工建造，今年9月樣板船將可下水進(jìn)行測(cè)試，漁船長(zhǎng)71m，寬11m，高5.2m，設(shè)計(jì)最大的吃水深度為4m，采用額定功率為680kW的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行捕撈作業(yè)．
（1）當(dāng)漁船在海里達(dá)到了最大的吃水深度時(shí)，求船底離海面4m深處受到的海水的壓強(qiáng)為多大？（ρ_海水=1.0×10³kg/m³）
（2）漁船在岸上建造，為了便于在完工后推到海里，一小組同學(xué)討論所用方法是：在船底適當(dāng)?shù)奈恢蒙习惭b鋼輪，并鋪設(shè)了通到海里的滑行軌道，若下水測(cè)試漁船及所裝物品的總重力為2.8×10⁷N，安裝的全部鋼輪與軌道的總接觸面積為1.4m²，求漁船在水平軌道上時(shí)對(duì)軌道的壓強(qiáng)是多大？
（3）若樣板船的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)效率為30%，假設(shè)柴油完全燃燒，求發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)每分鐘要燃燒多少柴油？（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)，柴油的熱值為4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)液體壓強(qiáng)計(jì)算公式p=ρgh計(jì)算．
（2）根據(jù)壓強(qiáng)定義公式p=$\frac{F}{S}$計(jì)算．
（3）根據(jù)W=Pt算出做功，再根據(jù)Q=$\frac{W}{η}$算出柴油放出總能量，最后根據(jù)m=$\frac{Q}{q}$算出柴油質(zhì)量．

解答 解：（1）由題意可知海水深度：h=4m
p₁=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4m=4×10⁴Pa．
（2）由題意可知壓力為：F=G=2.8×10⁷N，受力面積為：S=1.4m²．
p₂=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.8×1{0}^{7}N}{1.4{m}^{2}}$=2×10⁷Pa．
（3）由題意可知：P=680kW=6.8×10⁵W，t=1min=60s．
W=Pt=6.8×10⁵W×60s=4.08×10⁷J
由η=$\frac{W}{Q}$得：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{4.08×1{0}^{7}J}{30%}$=1.36×10⁸J
由q=$\frac{Q}{m}$得：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.36×1{0}^{8}J}{4.3×1{0}^{7}J/kg}$=3.2kg．
答：（1）船底離海面4m深處受到的海水壓強(qiáng)為4×10⁴Pa．
（2）漁船在水平軌道上對(duì)軌道的壓強(qiáng)是2×10⁷Pa．
（3）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)每分鐘要燃燒3.2kg柴油．

點(diǎn)評(píng) 本題考查多個(gè)物理計(jì)算公式的靈活推導(dǎo)運(yùn)用，包括p=ρgh，p=$\frac{F}{S}$，P=$\frac{W}{t}$，q=$\frac{Q}{m}$，η=$\frac{W}{Q}$等，物理公式的運(yùn)用要注意每個(gè)物理量的含義、寫法、單位、應(yīng)用條件，注意訓(xùn)練．