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阅读以下材料,回答下列问题: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(如图),从此中国摆脱了没有航母的历史.航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设
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阅读以下材料,回答下列问题:
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(如图),从此中国摆脱了没有航母的历史.航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备,配备近防武器系统和各型舰载机,有关参数如表.新型固定翼舰载机在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功.
(1)航母上的雷达发现敌方的军事目标,是利用了______(选填“电磁波”或“超声波”).
(2)该航母满载行驶受到的浮力______N.在某次训练中,指挥员向歼-15飞行员下达起飞指令后,挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后,舰底所受海水的压强将______(选填“增大”或“减小”或“不变”),航母排开海水的体积将减小______m3.(海水的密度取1.1×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力,当航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力是______N,若在这种状态下匀速航行1000km,航母发动机的效率为25%,至少需要燃烧______t的重油.(重油的热值为4.0×107J/kg)若航母储存燃油的质量一定,它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,航母______(选填“低速”或“高速”)匀速行驶时续航里程(连续航行的最大距离)大.
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(如图),从此中国摆脱了没有航母的历史.航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备,配备近防武器系统和各型舰载机,有关参数如表.新型固定翼舰载机在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功.
辽宁号航空母舰参数 | |||
满载排水量/t | 67500 | 总功率kW | 1.5×105 |
动力提供(燃料) | 重油 | 最大航速km/h | 54 |
最大舰长/m | 304 | 最大航宽/m | 70.5 |
发动机的效率% | 25 | 最大航载机数量/架 | 30 |
(2)该航母满载行驶受到的浮力______N.在某次训练中,指挥员向歼-15飞行员下达起飞指令后,挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后,舰底所受海水的压强将______(选填“增大”或“减小”或“不变”),航母排开海水的体积将减小______m3.(海水的密度取1.1×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力,当航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力是______N,若在这种状态下匀速航行1000km,航母发动机的效率为25%,至少需要燃烧______t的重油.(重油的热值为4.0×107J/kg)若航母储存燃油的质量一定,它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,航母______(选填“低速”或“高速”)匀速行驶时续航里程(连续航行的最大距离)大.
▼优质解答
答案和解析
(1)航母上的雷达发现敌方的军事目标,是利用了电磁波传递信息的;
(2)①航母满载排水量是67500t,因此受到的浮力F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;
②舰载机从跑道上起飞后,航母将会上浮一些,舰底所受海水的压强减小;
③根据漂浮条件F浮=G,舰载机起飞后,航母减少的浮力等于航母减少的重力(舰载机的重力),即F浮′=G机,
由阿基米德原理F浮=G排得,少排开水的重力G排=G机,
又由G=mg得,少排水的质量m=m机=22t,
由ρ=
得,航母少排开水的体积V排=
=
=20m3;
(3)航母最高航速v=54km/h=15m/s,
由P=
,v=
得,P=FV
∴F=
=
=1×107N;
在这种状态下匀速航行1000km,需要的机械能W=Fs=1×107N×1000×103m=1×1013J;
航母发动机的效率η=25%,因此需要重油放出的热量Q=
=
=4×1013J;
∵Q=qm
∴需要完全燃烧重油的质量m=
=
=1×106kg=103t.
∵因为燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定,所以克服阻力的功一定;根据W=Fs,航母匀速行驶时,W=Fs=fs(二力平衡条件,F=f).阻力与航速的平方成正比,所以,续航里程与航速的平方成反比(W=fS=kv2s),低速行驶时续航里程大.
故答案为:(1)电磁波;
(2)6.75×108;变小;20;
(3)1×107;103;低速.
(2)①航母满载排水量是67500t,因此受到的浮力F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;
②舰载机从跑道上起飞后,航母将会上浮一些,舰底所受海水的压强减小;
③根据漂浮条件F浮=G,舰载机起飞后,航母减少的浮力等于航母减少的重力(舰载机的重力),即F浮′=G机,
由阿基米德原理F浮=G排得,少排开水的重力G排=G机,
又由G=mg得,少排水的质量m=m机=22t,
由ρ=
m |
V |
m |
ρ海水 |
22×103kg |
1.1×103kg/m3 |
(3)航母最高航速v=54km/h=15m/s,
由P=
W |
t |
s |
t |
∴F=
P |
v |
1.5×105×103W |
15m/s |
在这种状态下匀速航行1000km,需要的机械能W=Fs=1×107N×1000×103m=1×1013J;
航母发动机的效率η=25%,因此需要重油放出的热量Q=
W |
η |
1×1013J |
25% |
∵Q=qm
∴需要完全燃烧重油的质量m=
Q |
q |
4×1013J |
4.0×107J/kg |
∵因为燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定,所以克服阻力的功一定;根据W=Fs,航母匀速行驶时,W=Fs=fs(二力平衡条件,F=f).阻力与航速的平方成正比,所以,续航里程与航速的平方成反比(W=fS=kv2s),低速行驶时续航里程大.
故答案为:(1)电磁波;
(2)6.75×108;变小;20;
(3)1×107;103;低速.
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