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物理考题:1998年某地区遭受特大洪涝灾害.为了抗洪抢险.急需在20h

2024-01-16 10:01:46信息公告260

1998年某地区遭受特大洪涝灾害.为了抗洪抢险,急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙.现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船,船身(包括船员)质量纸17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为10km/h(不计水流速度)vqI物理好资源网(原物理ok网)

(1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案vqI物理好资源网(原物理ok网)

(2)通过分析、计算,找出最佳方案.(钢材的密度为7.9×103kg/m3

试题答案

解:(1)设计方案:根据问题中所给条件,又在这种特定情况下,可以把部分钢材放在船体外的水中,并设法将其“贴”在船体上.为防止船体发生倾斜,船体两侧所放置钢材的质量应该相等.vqI物理好资源网(原物理ok网)

(2)最佳方案:设放置在船体两侧钢材的质量为m,因船与船体外钢材组合的整体浮在水面上,vqI物理好资源网(原物理ok网)

故F=G,vqI物理好资源网(原物理ok网)

即F船浮+F外钢浮=G+GvqI物理好资源网(原物理ok网)

代入数据后vqI物理好资源网(原物理ok网)

F船浮=80×103kg×10N/kg=8×105NvqI物理好资源网(原物理ok网)

F外钢浮=1×103kg/m3×10N/kg×;vqI物理好资源网(原物理ok网)

G+G=(65+17)×103kg×10N/kg=8.2×105NvqI物理好资源网(原物理ok网)

从以上各式求得m=15.8×103kg=15.8tvqI物理好资源网(原物理ok网)

在这种极特殊的情况下(正常情况下是不可取的),只能采用把至少15.8t钢材均分放置在船外两侧的水中且紧贴船体,经t===8h即可送到乙地.vqI物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

由题意可知:钢材的总质量和船身的质量之和大于轮船的排水量,不能一次全部装入轮船进行运输;虽然分两次运输也可以,但不能达到节约时间的目的;故可以根据物体的浮沉条件设计方案,即可以把部分钢材均匀的放在船的两侧,再根据阿基米德原理求出放入水中的质量.vqI物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了速度公式、阿基米德原理、以及物体的浮沉条件等知识,综合性强,难度大.vqI物理好资源网(原物理ok网)