Question

4．濱江濕地、魚肥水美，是休閑娛樂的好去處，小文在某次乘電動(dòng)小船游玩時(shí)，通過咨詢、查閱記錄了如表信息．

XX電動(dòng)船
銘牌參數(shù)		此次游玩實(shí)際數(shù)據(jù)
滿載排水量	0.55m3	排開水的體積	0.4m3
電動(dòng)機(jī)功率	300W	吃水深度	0.2m
艙容	5人	勻速行駛速度	2m/s
空載排水量	0.1m3	水的阻力	70N

（1）請(qǐng)計(jì)算，電動(dòng)船所受浮力和電動(dòng)船底受到水的壓強(qiáng)．
（2）此次游玩，電動(dòng)船勻速前進(jìn)5分鐘，請(qǐng)計(jì)算電動(dòng)船的能量轉(zhuǎn)化效率
（3）電動(dòng)船與燃油船相比有什么優(yōu)點(diǎn)？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排計(jì)算船受到的浮力；
已知船底所處水的深度，由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh計(jì)算船底受到海水的壓強(qiáng)；
（2）由速度公式的變形公式svt計(jì)算船行駛的路程；由W_有=Fs=fs計(jì)算克服阻力所做的有用功；由W_總=Pt計(jì)算出消耗的電能，即總功，最后由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算出電動(dòng)船的能量轉(zhuǎn)化效率；
（3）從能量轉(zhuǎn)化效率、尾氣排放、噪聲、環(huán)保等方面分析電動(dòng)船與燃油船的相比的優(yōu)點(diǎn)．

解答 解：（1）電動(dòng)船所受浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m³=4×10³N；
電動(dòng)船底受水的壓強(qiáng)：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2×10³Pa．
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可知，電動(dòng)船行駛的路程：
s=vt=2m/s×60s×5=600m；
克服水的阻力做功：
W_有=Fs=fs=70N×600m=4.2×10⁴J；
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可知，電動(dòng)船消耗的電能：
W_總=Pt=300W×60s×5=9×10⁴J；
電動(dòng)船的能量轉(zhuǎn)化效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$=46.7%；
（1）①電動(dòng)船比燃油船的能量轉(zhuǎn)化率高，節(jié)能；
②電動(dòng)船尾氣零排放，清潔，環(huán)保；
③燃油船排放廢氣污染大氣，電動(dòng)船比燃油船環(huán)保；
④電動(dòng)船比燃油船噪聲小，環(huán)保．
故答案為：（1）電動(dòng)船所受浮力和電動(dòng)船底受到水的壓強(qiáng)為2×10³Pa．
（2）電動(dòng)船的能量轉(zhuǎn)化效率為46.7%；
（3）①電動(dòng)船比燃油船的能量轉(zhuǎn)化率高，節(jié)能；
②電動(dòng)船尾氣零排放，清潔，環(huán)保；
③燃油船排放廢氣污染大氣，電動(dòng)船比燃油船環(huán)保；
④電動(dòng)船比燃油船噪聲小，環(huán)保．

點(diǎn)評(píng) 本題圍繞交通工具---電動(dòng)船，考查了浮力的計(jì)算，液體壓強(qiáng)的計(jì)算，功的計(jì)算、電動(dòng)船的效率，電動(dòng)船節(jié)能環(huán)保等知識(shí)，解決這類綜合性題目要求有扎實(shí)的物理功底，還要有提取信息的能力，具體分析求解．