搜搜做题作业网“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图
来源：学生作业帮 编辑：搜搜做题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/07/10 04:02:50
“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光．武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）
求：（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是多少？
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？
（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？
| 商品名称 | XX观光艇 |
| 商品型号 | 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m |
| 空船质量 | 900kg |
| 发动机最大功率 | 45kW |
| 最大载人数量 | 20人 |
| 最大航速 | 45km/h |
（2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？
（4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？
（1）∵v=
s
t，
∴s=vt=45km/h×2h=90km；
（2）满载时艇和20人总质量：
m=900kg+60kg×20=2100kg，
满载时人、观光艇总重：
G=mg=2100kg×10N/kg=2.1×104N，
∵观光艇漂浮，
∴观光艇满载乘客时所受浮力：
F浮=G=2.1×104N；
（3）∵P=
W
t=
Fs
t=Fv，
∴观光艇受到的牵引力：
F=
P
v=
45000W
45×
1
3.6m/s =3.6×103N，
∵观光艇匀速行驶，
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，
∴观光艇受到水的平均阻力：
f=F=3.6×103N；
（4）2h发动机输出功：
W=Pt=45000W×2×3600s=3.24×108J，
30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放=mq=ρvq=0.8×103kg/m3×30×10-3m3×4.3×107J/kg=1.032×109J，
柴油发动机的效率：
η=
W
Q放=
3.24×108J
1.032×109J≈31.4%．
答：（1）观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是90km；
（2）观光艇满载乘客时，所受浮力是2.1×104N；
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是3.6×103N；
（4）柴油发动机的效率为31.4%．
s
t，
∴s=vt=45km/h×2h=90km；
（2）满载时艇和20人总质量：
m=900kg+60kg×20=2100kg，
满载时人、观光艇总重：
G=mg=2100kg×10N/kg=2.1×104N，
∵观光艇漂浮，
∴观光艇满载乘客时所受浮力：
F浮=G=2.1×104N；
（3）∵P=
W
t=
Fs
t=Fv，
∴观光艇受到的牵引力：
F=
P
v=
45000W
45×
1
3.6m/s =3.6×103N，
∵观光艇匀速行驶，
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，
∴观光艇受到水的平均阻力：
f=F=3.6×103N；
（4）2h发动机输出功：
W=Pt=45000W×2×3600s=3.24×108J，
30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放=mq=ρvq=0.8×103kg/m3×30×10-3m3×4.3×107J/kg=1.032×109J，
柴油发动机的效率：
η=
W
Q放=
3.24×108J
1.032×109J≈31.4%．
答：（1）观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是90km；
（2）观光艇满载乘客时，所受浮力是2.1×104N；
（3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是3.6×103N；
（4）柴油发动机的效率为31.4%．