Question

（2013?宜昌模擬）2012年11月16日，我國第一艘配載直升機(jī)的漁政執(zhí)法船310船開赴東海釣魚島等海洋執(zhí)法，為我國漁民護(hù)漁護(hù)航，中國漁政310可以持續(xù)航行60晝夜，配備有兩架載人質(zhì)量為3850千克的船載Z-9A型直升機(jī)．該船部分技術(shù)數(shù)據(jù)如圖12所示．（海水的密度為1.03×10³kg/m³，g取10N/kg）

中國漁政310技術(shù)數(shù)據(jù)
排水量	2580噸
全長	108米
全寬	14米
燃料	柴油
最高速度	18節(jié)
續(xù)航距離	6000海里

（1）請你利用所給的數(shù)據(jù)計(jì)算漁政310船滿載時排開海水的體積是多少立方米？若兩架船載Z-9A型直升機(jī)都飛離了該船執(zhí)行任務(wù)后，該船所受到的浮力為多少牛？
（2）試分析直升機(jī)飛離船后，船底所受海水的壓強(qiáng)如何變化？并說明理由．
（3）試分析該船在航行過程中的主要能量轉(zhuǎn)化情況．

Answer 1

分析：（1）滿載時漁政310船根據(jù)排水量利用V=

m

ρ

即可求出排開海水的體積，根據(jù)漂浮條件可知所受的浮力等于滿載時排開水的重力，然后用漁政310船總重力減去兩架船載Z-9A型直升機(jī)的重力，即可得知直升機(jī)飛離后該船所受到的浮力．
（2）已知浮力的變化可知船底深度的變化，根據(jù)公式p=ρgh可知受海水壓強(qiáng)的變化．
（3）知道船是利用熱機(jī)工作的，則需要消耗燃料獲得動力從而使船航行．

解答：解：（1）已知m_排=2580t=2.58×10⁶kg，
根據(jù)阿基米德原理F_浮=G_排，即ρ_海V_排g=m_排g，
∴V_排=

m排

ρ海

=

2.58×106kg

1.03×103kg/m3

≈2505m³；
因?yàn)榇�處于漂浮狀態(tài)，則F_浮=G_總=m_排g=2.58×10⁶kg×10N/kg=2.58×10⁷N；               
直升機(jī)飛離后，船受到的浮力為F_浮=G_總-G_機(jī)=2.58×10⁷N-3850 kg×10N/kg=2.57615×10⁷N．
（2）因?yàn)橹鄙龣C(jī)飛離后，船受到的浮力減小，排開海水的體積減小，則船體上升，船底離水面的深度減小，由p=ρ_液gh得船底受到的壓強(qiáng)變�。�                   
（3）船是利用熱機(jī)工作的，則利用燃料燃燒，產(chǎn)生熱量，傳遞給工作物質(zhì)，然后對外做功，獲得機(jī)械能，所以能量轉(zhuǎn)化過程是：化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能．  
答：（1）船滿載時排開海水的體積是2505m³；若兩架船載Z-9A型直升機(jī)都飛離了該船執(zhí)行任務(wù)后，該船所受到的浮力為2.58×10⁷N；
（2）船底受到的壓強(qiáng)變小；因?yàn)橹鄙龣C(jī)飛離后，船受到的浮力減小，排開海水的體積減小，則船體上升，船底離水面的深度減小，由p=ρ_液gh得船底受到的壓強(qiáng)變�。�
（3）該船在航行過程中的主要能量轉(zhuǎn)化情況是：化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能．

點(diǎn)評：（1）考查了浮力和液體壓強(qiáng)的計(jì)算，關(guān)鍵是知道排水量是指滿載時排開水的重力．
（2）考查熱機(jī)工作時能量轉(zhuǎn)化過程：化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能．