试题

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，辽宁号航空母舰以重油（原油提取汽油、柴油后剩余重质油）为燃料，最大舰长304米，舰宽70.5米，满载排水量67500吨．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）．（g取10N/kg）
请回答下列问题：
（1）若飞机歼-15的质量为1.8×10⁴kg，每个轮子与飞行甲板的接触面积均为0.02m²，（按三个相同的轮子与飞行甲板接触计算），当飞机歼-15降落在“辽宁舰”甲板上静止时，飞机对甲板的压强多大？
（2）当两名飞机起飞指挥员用“航母style”动作（如图丙所示）向歼-15飞行员下达起飞指令后，飞机歼-15飞离“辽宁舰”甲板时，则（　　）
  A．航母将上浮，所受浮力减少
  B．航母将上浮，所受浮力增大
  C．航母将下沉，所受浮力增大
  D．航母将下沉，所受浮力减少
（3）在一次航母补给训练中，补给舰向航母加注燃料重油的过程中，航母舰底所受海水的压强怎样变化？若补给舰向航母加注燃料重油的体积为6.0×10³m³，航母排水量将增加多少？（重油的密度为0.8×10³kg/m³，海水的密度取1.0×10³kg/m³计算）
（4）航母在执行作战任务时需要其它舰艇护航，组成编队．一般情况下护航形式有两种：前后护航形式和“并排”护航形式，若在较近距离时，请你分析那种护航形式好？说明理由．

解：
（1）飞机对甲板的压力：
F=G=mg=1.8×10⁴kg×10N/kg=1.8×10⁵N
S=0.02m²×3=0.06m²
飞机对甲板的压强：
p=

F

S

=

1.8×105N

0.06m2

=3×10⁶Pa；
（2）飞机飞离“辽宁舰”甲板后，航母重力减小、受到的浮力减小，由阿基米德原理可知排开水的体积减小，将上浮一些，故选A；
（3）向航母加注燃料重油的过程中，重力增大、受到的浮力增大，由阿基米德原理可知排开水的体积增大，将下沉一些；船底所处的深度变大，由液体压强公式p=ρgh得出船底受到的压强增大；
∵ρ=

m

V

，
∴补给舰向航母加注燃料重油的质量：
△m=ρ△V=0.8×10³kg/m³×6.0×10³m³=4.8×10⁶kg，
航母排水量将增加：
△m_排=△m=4.8×10⁶kg；
（4）前后护航好．因为液体中流速越大，压强越小．并排航行，两船间海水流速大，压强小，两船容易相撞．
答：（1）当飞机歼-15降落在“辽宁舰”甲板上静止时，飞机对甲板的压强为3×10⁶Pa；
（2）A；
（3）增大；航母排水量将增加4.8×10⁶kg；
（4）同上．
解：
（1）飞机对甲板的压力：
F=G=mg=1.8×10⁴kg×10N/kg=1.8×10⁵N
S=0.02m²×3=0.06m²
飞机对甲板的压强：
p=

F

S

=

1.8×105N

0.06m2

=3×10⁶Pa；
（2）飞机飞离“辽宁舰”甲板后，航母重力减小、受到的浮力减小，由阿基米德原理可知排开水的体积减小，将上浮一些，故选A；
（3）向航母加注燃料重油的过程中，重力增大、受到的浮力增大，由阿基米德原理可知排开水的体积增大，将下沉一些；船底所处的深度变大，由液体压强公式p=ρgh得出船底受到的压强增大；
∵ρ=

m

V

，
∴补给舰向航母加注燃料重油的质量：
△m=ρ△V=0.8×10³kg/m³×6.0×10³m³=4.8×10⁶kg，
航母排水量将增加：
△m_排=△m=4.8×10⁶kg；
（4）前后护航好．因为液体中流速越大，压强越小．并排航行，两船间海水流速大，压强小，两船容易相撞．
答：（1）当飞机歼-15降落在“辽宁舰”甲板上静止时，飞机对甲板的压强为3×10⁶Pa；
（2）A；
（3）增大；航母排水量将增加4.8×10⁶kg；
（4）同上．