题文

在2012年9月11日日本政府不顾中国的反对，与钓鱼岛所谓的“土地权所有者”签订“购岛合同”，对中国固有领土钓鱼岛实施所谓“国有化”． 为了维护国家领土完整，我国海监50、15、26、27船执法编队每天在我钓鱼岛海域进行例行维权巡航．对非法进入我领海的日本船只进行监视取证，同时喊话严正声明我国立场．如图所示．是我国海监50号船，船长98米，船宽15.2米，船底深7.8米，满载排水量4000吨，最大航速13.5节（约25km/h）续航力15000海里，是一艘装备精良的现代化综合海监船．（海水的密度约为1.0×103kg/m3，） （1）执法编队一般采用前后执法形式，而不是采用“并排”执法，这是因为流体流速大的地方压强，当两船高速并排行驶时，容易发生______事故． （2）满载时，“海监50号”船受到的浮力有多大？ （3）若船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强是多大？ （4）“海监50号”船在某处执行任务时，以18km/h的速度匀速航行6小时，巡航的路程为多少km？若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由流体压强和流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大； 可知：两船并排行驶时，两船之间的压强要小于外面的压强，从而使两船逐渐靠近，有相撞的危险； （2）∵m排=4000t=4×106kg， ∴排开水的重力为： G排=m排g=4×106kg×9.8N/kg=3.92×107N， 则船受到的浮力F浮=G排=3.92×107N． （3）船底某处受到海水的压强： p海水=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×6m=5.88×104Pa． （4）∵v= s t ， ∴“海监50号”船巡航的路程为： s=vt=18km/h×6h=108km， ∵船匀速行驶， ∴F=f=1.0×106N， 船的推进力所做的功： W=FS=1.0×106N×1.08×105m=1.08×1011J． 答：（1）相撞． （2）满载时，“海监50号”船受到的浮力有3.92×107N． （3）若船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强是5.88×104Pa． （4）“海监50号”船在某处执行任务时，以18km/h的速度匀速航行6小时，巡航的路程为108km； 若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿，则这一过程中船的推进力所做的功为1.08×1011J．

据专家权威分析，试题“在2012年9月11日日本政府不顾中国的反对，与钓鱼岛所谓的“土地权..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，液体压强的计算，功的计算，速度公式及其应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理液体压强的计算功的计算速度公式及其应用

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
  
  (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ_液应该为ρ_气。
  
  控制变量法探究影响浮力大小的因素:
       探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
  例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
  问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
  问题2：浮力大小与哪些因素有关?
  为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
  (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
  (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
  (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。
  
  解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
  (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V_排和ρ_液不变，改变深度。
  (3)在V_排不变时，改变ρ_液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ_液有关。
  答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度
  
  公式法求浮力:
       公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F_浮=G_排=ρ_液gV_排)。此方法适用于所有浮力的计算。
  例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。
  解析由阿基米德原理可知，F_浮=G_排=10N。
  答案10
  
  实验法探究阿基米德原理:
       探究阿基米德原理的实验，就是探究“浮力大小等于什么”的实验，结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时，用重力差法求出物体所受浮力大小，用弹簧测力计测出排开液体重力的大小，最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口，以保证物体排开的液体全部流入小桶。