2011年10月21日早上5时45分,“海峡号”高速客滚船从平潭澳前码头起航,首次穿越台湾海峡,试航台湾基隆港.如图所示,该轮船速度极大,最大航速可达72km/h,排水量达到260吨,在试航平潭至台湾基隆航行时间约3.5小时,其发动机牵引力功率5.0×105W.有三个“法宝“.第一是船体由铝合金制成.第二是船尾四个喷水器,第三点是船底独特的构造和特殊的推进系统相配合.问:在试航过程中,
(1)平潭至台湾基隆距离有多少km?
(2)轮船所受的浮力是多少N?
(3)该轮船匀速航行时牵引力所做功是多少J?
解:
(1)平潭至台湾基隆距离为S=vt=72km/h×3.5h=252km.
答:平潭至台湾基隆距离为252km.
(2)轮船排开的水受到的重力为G排=m排g=2.6×105kg×9.8N/kg=2.548×106N;
轮船受到的浮力为F浮=G排=2.548×106N.
答:轮船受到的浮力为2.548×106N.
(3)牵引力做的功为W=Pt=5.0×105W×3.5×3600s=6.3×109J.
答:牵引力做的功为6.3×109J.
(1)已知轮船行驶的速度和时间,利用公式S=vt得到距离;
(2)已知轮船排开水的质量,可以得到排开水的重力;轮船受到的浮力等于其重力;
(3)已知牵引力的功率和工作时间,利用公式W=Pt得到牵引力做的功.
点评:此题考查了速度变形公式、轮船排水量、阿基米德原理的应用和功的计算,属于力学综合题,有一定的难度,解决的关键是掌握基本公式,根据题目需要做相应的公式变形.