解:(1)由流體壓強和流速的關(guān)系:流速大的地方壓強小,流速小的地方壓強大;
可知:兩船并排行駛時,兩船之間的壓強要小于外面的壓強,從而使兩船逐漸靠近,有相撞的危險;
(2)∵m
排=4000t=4×10
6kg,
∴排開水的重力為:
G
排=m
排g=4×10
6kg×9.8N/kg=3.92×10
7N,
則船受到的浮力F
浮=G
排=3.92×10
7N.
(3)船底某處受到海水的壓強:
p
海水=ρ
海水gh=1.0×10
3kg/m
3×9.8N/kg×6m=5.88×10
4Pa.
(4)∵v=
,
∴“海監(jiān)50號”船巡航的路程為:
s=vt=18km/h×6h=108km,
∵船勻速行駛,
∴F=f=1.0×10
6N,
船的推進力所做的功:
W=FS=1.0×10
6N×1.08×10
5m=1.08×10
11J.
答:(1)相撞.
(2)滿載時,“海監(jiān)50號”船受到的浮力有3.92×10
7N.
(3)若船底某處距海面的深度為6m,則該處受到海水的壓強是5.88×10
4Pa.
(4)“海監(jiān)50號”船在某處執(zhí)行任務時,以18km/h的速度勻速航行6小時,巡航的路程為108km;
若巡航時海水阻力為1.0×10
6牛頓,則這一過程中船的推進力所做的功為1.08×10
11J.
分析:(1)根據(jù)流體壓強與流速的關(guān)系,分析兩船并排時,兩船之間和兩邊壓強的大小關(guān)系來進行解答;
(2)知道滿載時的排水量,可利用公式G=mg計算出排開水的重力,再根據(jù)利用阿基米德原理可直接得出其浮力的大。
(3)已知深度,根據(jù)公式p=ρgh可求該處受到海水的壓強.
(4)已知輪船行駛的速度和時間,可以得到行駛是路程;
因為輪船勻速航行,所以推進力等于海水阻力;已知推進力和行駛的路程,利用公式W=FS計算推進力做的功.
點評:本題考查浮力大小的計算和阿基米德原理公式的理解和應用,理解排水量的含義是本題的關(guān)鍵.分析輪船類漂浮的物體受到的浮力時,一般都要利用浮力與重力相等,在此基礎上結(jié)合阿基米德原理求解物體的體積或密度.