Question

12．某航母最大吃水深度為10.5m（指最底部到水面的豎直距離），排水量為6×10⁴t，艦載機50余架．
（取ρ_海水=1.03×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）每次戰(zhàn)機從甲板起降前，機組成員要對甲板進行地毯式排查．已知飛行甲板長300m，排查時人的行走速度約為1.2m/s，則船員從船頭到船尾進行一次排查需要多長時間？
（2）若該艦的聲吶探頭距海面深度為10m，則該聲吶探頭受到海水的壓強是多少？
（3）該艦滿載時排水量為6×10⁴t，則滿載時受到的浮力為多少？當(dāng)一架艦載機起飛后，航母排開海水的體積減小了還是增大了？

Answer 1

分析 （1）知道飛行甲板長度和排查時人的行走速度，利用速度公式的變形公式求出船員從船頭到船尾進行一次排查需要多長時間；
（2）知道海水的密度和聲吶探頭距海面深度，根據(jù)液體壓強計算公式求出聲吶探頭受到海水的壓強；
（3）根據(jù)阿基米德原理即可求出滿載時受到的浮力；艦載機起飛后，航母的重力減少，受到的浮力減少，減少的浮力等于艦載機的重力，然后由浮力公式的變形公式即可判斷排開海水的體積變化．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得，船員從船頭到船尾進行一次排查需要的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{300m}{1.2m/s}$=250s．
（2）聲吶探頭受到海水的壓強：
p=ρ_海水gh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×10m=1.03×10⁵Pa．
（3）該艦滿載時排水量m_排=6×10⁴t=6×10⁷kg，
滿載時排開水的重力：
G_排=m_排g=6×10⁷kg×10N/kg=6×10⁸N，
由阿基米德原理得，滿載時受到的浮力：
F_浮=G_排=6×10⁸N，
當(dāng)一架艦載機起飛后，△F_浮=G_艦載機=ρ_海水gV_排，
因為航母受到的浮力減小了，所以航母排開海水體積減小了．
答：（1）船員從船頭到船尾進行一次排查需要的時間為250s；
（2）該聲吶探頭受到海水的壓強是1.03×10⁵Pa；
（3）滿載時受到的浮力為6×10⁸N；當(dāng)一架艦載機起飛后，航母排開海水的體積減小了．

點評 本題考查了速度公式、液體壓強公式及阿基米德原理等知識點，是一道綜合性較強的題目，關(guān)鍵是公式及變形公式靈活應(yīng)用，同時還要知道艦載機起飛后，浮力的減小量等于艦載機的重力．