Question

12．氣墊船是利用高壓空氣在船底和水面（或地面）間形成氣墊，使船體墊起離開水面（或地面），而實(shí)現(xiàn)高速航行的船．如圖是我國新型氣墊登陸船，該船滿載后的總質(zhì)量為160t．
（1）該氣墊船入水后，啟動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，通過向下噴氣將船身勻速抬高2.15m，若整個(gè)過程中沒有能量損失，則抬高一次需要消耗多少千克的柴油？（柴油的熱值q_柴油=4.3×10⁷J/kg）
（3）如氣墊船的額定功率為2160KW，受到的阻力始終為7.2×10⁴N，求該氣墊船勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為多少km/h？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Gh求出抬高一次需要做的功，若整個(gè)過程中沒有能量損失，Q=W，然后利用Q=mq求需要消耗的柴油質(zhì)量；
（2）物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用，根據(jù)平衡力的大小相等、方向相反即可得出牽引力的大�。桓鶕�(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv的變形式求出氣墊船的行駛速度．

解答 解：（1）抬高一次需要做的功W=Gh=1.6×10⁶N×2.15m=3.44×10⁶J；
因?yàn)镼_放=W，
所以由Q_放=mq得：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.44×1{0}^{6}J}{4.3×1{0}^{7}J/kg}$=0.08kg；
（2）因?yàn)闅鈮|船勻速行駛，受平衡力作用；
所以由二力平衡知識(shí)得，F(xiàn)=f=7.2×10⁴N；
氣墊船的行駛速度：
v=$\frac{P}{F}$=$\frac{2160×1{0}^{3}W}{7.2×1{0}^{4}N}$=30m/s=108km/h．
答：（1）抬高一次需要消耗0.08千克的柴油；
（2）該氣墊船勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為108km/h．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用和功、熱量的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用．