Question

（2011?曲靖）輪船的船舷上都有吃水線（載重線），他表示船滿載且能安全行駛時(shí)船舷與水面相交的位置．而每條海輪上標(biāo)有的吃水線都有好幾條．圖是某海輪上標(biāo)出的吃水線，觀察此船的吃水線，你能推論出的一個(gè)結(jié)論是：
（1）

不同海域海水密度不同

，據(jù)資料我國用“瓦朗格”號航母改造的航空母艦長304m、寬70m、最大排水量6.7萬噸，最大吃水10.5m．
求：
（2）當(dāng)吃水深度為10.5m時(shí)，艦底受到海水的壓強(qiáng)是多少？（ρ_海水=1.03×10³kg/m³ ）
（3）原艦設(shè)計(jì)的4臺蒸汽輪機(jī)，總功率1.47×10⁵kW．若以此為動(dòng)力航行50min，動(dòng)力所做的功是多少？

Answer 1

分析：①輪船漂浮在海面上，受到的浮力等于重力，排開海水的體積與海水密度成反比；
②已知海水密度和深度，利用公式p=ρgh得到船底受到海水的壓強(qiáng)；
③已知輪船蒸汽輪機(jī)的總功率和航行時(shí)間，利用公式W=Pt得到動(dòng)力做的功．

解答：已知：ρ_海水=1.03×10³kg/m³  g=9.8N/kg  h=10.5m  P=1.47×10⁵kW=1.47×10⁸W  t=50min=3000s
求：（2）p=？（3）W=？
解：
（1）輪船在不同海域航行時(shí)，始終是漂浮的，受到的浮力等于其重力，但不同海域的海水密度不同，由公式V_排=

F浮

ρ液g

可以知道：排水量一定的輪船，在不同海域排開海水的體積是不同的，所以每條海輪上標(biāo)有的吃水線都有好幾條；
（2）海水對船底的壓強(qiáng)為p=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×9.8N/kg×10.5m≈1.06×10⁵Pa；
（3）∵P=

W

t

∴動(dòng)力做的功為W=Pt=1.47×10⁸W×3000s=4.41×10¹¹J．
答：
（1）不同海域海水密度不同；
（2）海水對船底的壓強(qiáng)為1.06×10⁵Pa；
（3）動(dòng)力做的功為4.41×10¹¹J．

點(diǎn)評：此題考查的是艦船吃水線的知識、液體壓強(qiáng)的計(jì)算和功率變形公式的應(yīng)用，所考知識點(diǎn)都是力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，需要熟練掌握基本公式或規(guī)律．