Question

【題目】我國(guó)第二艘00A航空母艦下水儀式于4月26日上午，在中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司大連船廠舉行。該航母滿(mǎn)載時(shí)的排水量達(dá)6.4萬(wàn)噸，可搭載40架艦載機(jī)，每架艦載機(jī)的質(zhì)量約為20噸。航母的動(dòng)力源是蒸汽輪機(jī)，投入使用后的最大功率可以達(dá)到30MW。（海水密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）為了使艦載機(jī)更易于起飛，航母要以一定的速度_____（選填“逆風(fēng)”或“順風(fēng)”）航行。

（2）該航母滿(mǎn)載時(shí)，受到的浮力是多大____ ？在某次訓(xùn)練中，40架艦載機(jī)全部起飛后，該航母浸在海水中的體積變化了多少m3____ ？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

（3）若航母以54km/h的速度勻速直線(xiàn)航行時(shí)，蒸汽輪機(jī)的功率為21MW，航母所受的阻力為多少___N？蒸汽輪機(jī)的效率為35％，航行30min，需要消耗燃油多少____kg？（燃油的熱值為4.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】逆風(fēng) 800

【解析】

（1）飛機(jī)的機(jī)翼上方凸起，空氣流過(guò)上表面流速大壓強(qiáng)小，下表面流速小壓強(qiáng)大，壓強(qiáng)差產(chǎn)生升力，在空氣流速越大時(shí)，產(chǎn)生的升力越大，所以為了使艦載機(jī)更易于起飛，航母要以一定的速度逆風(fēng)航行。

（2）航母滿(mǎn)載時(shí)的排水量達(dá)6.4萬(wàn)噸，由阿基米德原理知，排開(kāi)水的重即為浮力：

；

40架艦載機(jī)的重為：，

漂浮時(shí)浮力等于重力，根據(jù)得：

，

即40架艦載機(jī)全部起飛后，該航母浸在海水中的體積減少800m3。

（3）根據(jù)得，航母受到的牽引力為：

；

勻速直線(xiàn)航行時(shí)，牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，故阻力：。

航行30min，做功為：

，

根據(jù)得燃料放出的熱量為：

，

再根據(jù)得，消耗燃料的質(zhì)量為：

。