《2025年快乐之星暑假篇八年级物理》

9. (盐城)2021年11月,我国第38次南极科学考察队员搭乘“雪龙”2号从上海启程,执行科学考察任务,“雪龙”2号破冰船满载时的总质量为$1.4×10^{7}kg$,$g取10N/kg$. 求：
(1)破冰船满载时的重力；
(2)破冰船满载航行在海面上时,受到的浮力；
(3)某次破冰时,船与冰面的接触面积为$10m^{2}$,冰块受到的压力为船满载时总重力的$0.1$倍,船对冰面的压强.

答案： 解：
(1)破冰船满载时的重力：$G = mg = 1.4 × 10^{7}\ \text{kg} × 10\ \text{N/kg} = 1.4 × 10^{8}\ \text{N}$；
(2)破冰船漂浮在水面，由物体的漂浮条件可知，此时破冰船受到的浮力：$F_{\text{浮}} = G = 1.4 × 10^{8}\ \text{N}$；
(3)由题意可知，船对冰面的压力：$F_{\text{压}} = 0.1G = 0.1 × 1.4 × 10^{8}\ \text{N} = 1.4 × 10^{7}\ \text{N}$，则船对冰面的压强：$p = \frac{F_{\text{压}}}{S} = \frac{1.4 × 10^{7}\ \text{N}}{10\ \text{m}^{2}} = 1.4 × 10^{6}\ \text{Pa}$。
答：
(1)破冰船满载时的重力为$1.4 × 10^{8}\ \text{N}$；
(2)破冰船满载航行在海面上时，受到的浮力为$1.4 × 10^{8}\ \text{N}$；
(3)船对冰面的压强为$1.4 × 10^{6}\ \text{Pa}$。

10. (天水)如图8所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机质量为25吨,$g取10N/kg$. 求：
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为多大？
(2)航母在某海域训练,此海域的海水密度$1.02×10^{3}kg/m^{3}$,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了多少立方米？(结果保留两位小数)

答案： 解：
(1)航母处于漂浮状态，在标准排水量时，航母所受的浮力：$F_{\text{浮}} = G_{\text{总}} = m_{\text{排}}g = 5 × 10^{7}\ \text{kg} × 10\ \text{N/kg} = 5 × 10^{8}\ \text{N}$；
(2)36架舰载机全部飞离航母后，排开海水的质量减小值：$\Delta m_{\text{排}} = m_{\text{舰载机}} = 36 × 2.5 × 10^{4}\ \text{kg} = 9.0 × 10^{5}\ \text{kg}$，由$\rho = \frac{m}{V}$得，航母排开海水的体积减少：$\Delta V = \frac{\Delta m_{\text{排}}}{\rho_{\text{海水}}} = \frac{9.0 × 10^{5}\ \text{kg}}{1.02 × 10^{3}\ \text{kg/m}^{3}} \approx 882.35\ \text{m}^{3}$。
答：
(1)在标准排水量时，航母所受的浮力为$5 × 10^{8}\ \text{N}$；
(2)当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了$882.35\ \text{m}^{3}$。