Question

19．一艘排水量200t的貨船（排水量是指船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量），船上裝有質(zhì)量為l0t的貨物，貨物的底面積為2m²（貨物的底面與船完全接觸）．
求：（ρ_水=1.0×l0³ kg/m³，g=10N/kg）
（1）貨物對(duì)船的壓強(qiáng)？
（2）將貨物從船上卸下后，船排開水的體積減少多少？
（3）若船以2m/s的速度沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力功率為8×10⁵W，則船受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）貨物對(duì)船的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)船的壓強(qiáng)；
（2）將貨物從船上卸下前后，貨船始終漂浮，根據(jù)物體漂浮條件可知，浮力減小的量等于貨物的重力，根據(jù)阿基米德原理求出船排開水減小的體積；
（3）知道船行駛的速度和牽引力的功率，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牽引力的大小，勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)船受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，二力大小相等．

解答 解：（1）貨物對(duì)船的壓力：
F=G=mg=10×10³kg×10N/kg=10⁵N，
貨物對(duì)船的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1{0}^{5}N}{2{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（2）因?yàn)榇�始終處于漂浮狀態(tài)，
所以，將貨物從船上卸下后，船減小的浮力等于貨物的重力，
由F_浮=ρgV_排可得，船排開水減小的體積：
△V=$\frac{G}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1{0}^{5}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=10m³；
（3）由P=Fv可得，船沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的牽引力：
F′=$\frac{P}{v}$=$\frac{8×1{0}^{5}W}{2m/s}$=4×10⁵N，
因勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)船受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，
所以，船受到的阻力f=F′=4×10⁵N．
答：（1）貨物對(duì)船的壓強(qiáng)為10⁵N；
（2）將貨物從船上卸下后，船排開水的體積減少了10m³；
（3）船受到的阻力是4×10⁵N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、物體浮沉條件、功率公式和二力平衡條件的應(yīng)用，知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等較為關(guān)鍵．