11 如图所示的一款旅游船。空载时平均吃水1.7米,排水量765吨(排水量是指船空载静止在水面上时排开水的质量),$\rho_{水}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,求:
(1)游船空载时船底受到的压强;
(2)游船的核载人数为1 000人,当游船满载时游船受到的浮力大小。
(人的平均体重为60 kg)

(1)游船空载时船底受到的压强;
(2)游船的核载人数为1 000人,当游船满载时游船受到的浮力大小。
(人的平均体重为60 kg)
答案
11.(1)$1.7×10^4\mathrm{Pa}$ (2)$8.25×10^6\mathrm{N}$
【解析】(1)由 $p=\rho g h$ 可知,船空载时船底受到的压强为 $p=\rho g h=1×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1.7\mathrm{m}=1.7×10^4\mathrm{Pa}$。
(2)游船空载时的排水量为765t,可知游船空载时排开水的质量为 $m_{\mathrm{水}}=765\mathrm{t}=7.65×10^5\mathrm{kg}$,游船漂浮在水面,浮力等于重力,船的重力为 $G_{\mathrm{船}}=F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=m_{\mathrm{排}}\ g=7.65×10^5\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=7.65×10^6\mathrm{N}$,游船满载时,游船漂浮,浮力等于总重力 $F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{船}}+G_{\mathrm{人}}=7.65×10^6\mathrm{N}+1000×60\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=8.25×10^6\mathrm{N}$。
【解析】(1)由 $p=\rho g h$ 可知,船空载时船底受到的压强为 $p=\rho g h=1×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1.7\mathrm{m}=1.7×10^4\mathrm{Pa}$。
(2)游船空载时的排水量为765t,可知游船空载时排开水的质量为 $m_{\mathrm{水}}=765\mathrm{t}=7.65×10^5\mathrm{kg}$,游船漂浮在水面,浮力等于重力,船的重力为 $G_{\mathrm{船}}=F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=m_{\mathrm{排}}\ g=7.65×10^5\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=7.65×10^6\mathrm{N}$,游船满载时,游船漂浮,浮力等于总重力 $F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{船}}+G_{\mathrm{人}}=7.65×10^6\mathrm{N}+1000×60\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=8.25×10^6\mathrm{N}$。
解析
【分析】
本题分为两小问,第(1)问求船底受到的压强,需利用液体压强公式$p=\rho gh$,已知水的密度、$g$和吃水深度,直接代入计算即可;第(2)问求满载时的浮力,根据漂浮条件,浮力等于总重力,总重力为船的重力加上人的总重力,船的重力可通过空载时的排水量(漂浮时船的重力等于排开水的重力)计算,人的总重力由人数、平均体重和$g$计算,最后相加得到浮力。
【解析】
(1) 根据液体压强公式,游船空载时船底受到的压强:
$p=\rho_{水}gh = 1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.7\ \mathrm{m} = 1.7×10^4\ \mathrm{Pa}$
(2) 游船空载时漂浮,重力等于排开水的重力,先计算游船的重力:
$m_{排船}=765\ \mathrm{t}=7.65×10^5\ \mathrm{kg}$,则$G_{船}=m_{排船}g=7.65×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7.65×10^6\ \mathrm{N}$
再计算满载时人的总重力:
$G_{人总}=n m_{人}g=1000×60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6×10^5\ \mathrm{N}$
游船满载时仍漂浮,浮力等于总重力:
$F_{浮总}=G_{船}+G_{人总}=7.65×10^6\ \mathrm{N} +6×10^5\ \mathrm{N}=8.25×10^6\ \mathrm{N}$
【答案】
(1)$1.7×10^4\mathrm{Pa}$;(2)$8.25×10^6\mathrm{N}$
【知识点】
液体压强计算;浮力(漂浮条件)
【点评】
本题考查液体压强和浮力的基础应用,需掌握液体压强公式与漂浮时浮力等于总重力的规律,计算时注意单位换算,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问,第(1)问求船底受到的压强,需利用液体压强公式$p=\rho gh$,已知水的密度、$g$和吃水深度,直接代入计算即可;第(2)问求满载时的浮力,根据漂浮条件,浮力等于总重力,总重力为船的重力加上人的总重力,船的重力可通过空载时的排水量(漂浮时船的重力等于排开水的重力)计算,人的总重力由人数、平均体重和$g$计算,最后相加得到浮力。
【解析】
(1) 根据液体压强公式,游船空载时船底受到的压强:
$p=\rho_{水}gh = 1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.7\ \mathrm{m} = 1.7×10^4\ \mathrm{Pa}$
(2) 游船空载时漂浮,重力等于排开水的重力,先计算游船的重力:
$m_{排船}=765\ \mathrm{t}=7.65×10^5\ \mathrm{kg}$,则$G_{船}=m_{排船}g=7.65×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7.65×10^6\ \mathrm{N}$
再计算满载时人的总重力:
$G_{人总}=n m_{人}g=1000×60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6×10^5\ \mathrm{N}$
游船满载时仍漂浮,浮力等于总重力:
$F_{浮总}=G_{船}+G_{人总}=7.65×10^6\ \mathrm{N} +6×10^5\ \mathrm{N}=8.25×10^6\ \mathrm{N}$
【答案】
(1)$1.7×10^4\mathrm{Pa}$;(2)$8.25×10^6\mathrm{N}$
【知识点】
液体压强计算;浮力(漂浮条件)
【点评】
本题考查液体压强和浮力的基础应用,需掌握液体压强公式与漂浮时浮力等于总重力的规律,计算时注意单位换算,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
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