Question

2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史，如图甲是

2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史，如图甲是辽宁号航空母舰的图片．2012年11月23日上午中国独立自主研发的航母舰载飞机歼-15首次成功降落在“辽宁舰”甲板上，如图乙所示．小睿同学在网上找了该舰的一些参数如下： 舰长 304米（全长） 吃水深度 10.5米（满载） 舰宽 70.5米 排水量 67500吨（满载） 功率 149000千瓦 飞行甲板 长300米、宽70米 机库 长152米、宽26米、高7米 最大航速 57.6千米/时请你解决下面问题：（取ρ海水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）（1）舰满载时重力有多大？（2）舰在海上以最大航速匀速前进10h，牵引力做了多少功？它受到的阻力是多大？（3）若歼-15战斗机的质量为3.3×104kg，轮胎与甲板总接触面积6000cm2，战斗机停在甲板上对甲板的压强是多大？

Answer 1

（1）舰满载时排水量m_排=67500t=6.75×10⁷kg，则舰受到的浮力F_浮=m_排g=6.75×10⁷kg×10N/kg=6.75×10⁸N，
∵舰漂浮，
∴舰满载时重力G_舰=F_浮=6.75×10⁸N；
（2）舰的功率P=149000kW=1.49×10⁸W，
舰在海上前进10h，舰运动时间t=10h=3.6×10⁴s，
牵引力做功W=Pt=1.49×10⁸W×3.6×10⁴s=5.364×10¹²J；
舰艇最大航速v=57.6km/h=16m/s，
由P=

W

t

=

Fs

t

=Fv可得，该舰的动力F_舰=

P

v

=

1.49×108W

16m/s

=9.3125×10⁶N，
因为该舰匀速前进，所以该舰所受阻力f=F_舰=9.3125×10⁶N；
（3）歼-15战斗机的质量为3.3×10⁴kg，所受重力G=mg=3.3×10⁴kg×10N/kg=3.3×10⁵N，
歼-15战斗机对甲板的压力F=G=3.3×10⁵N，
轮胎与甲板总接触面积6000cm²，受力面积S=6000cm²=0.6m²，
战斗机停在甲板上对甲板的压强p=

F

S

=

3.3×105N

0.6m2

=5.5×10⁵ Pa．
答：（1）舰满载时重力为6.75×10⁸N；
（2）舰在海上以最大航速匀速前进10h，牵引力做功5.364×10¹²J；它受到的阻力为9.3125×10⁶N；
（3）战斗机停在甲板上对甲板的压强为5.5×10⁵ Pa．