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    有一小型艇是太阳能船只，由铺满船面550m2的光伏太阳能电池板提供工作能源，进行环球旅行．小游艇长31米，宽15米，在阳光照射下，可获得100kW的功率．这种小游艇有两个相同的引擎，仅需20kW牵引功率就可驱动单只引擎，使小引擎以5m/s的速度匀速直线行驶，用40kW的牵引功率驱动双擎，能使小艇匀速行驶速度达到8m/s，这种艇采用密度较小，硬度大的新兴材料制造，自重仅为8t，满载排水量58t．
    （1）这种小艇空载时漂浮在水面上受到浮力多大？满载时排水体积多大？
    （2）如果每天阳光照射的时间是10h，获得的电能与完全燃烧多少质量的焦炭释放的能量相当．（焦炭的热值3.0×107J/kg）
    （3）若引擎的电能转化为机械能的效率为75%，试求用双引擎时，小艇受到的阻力．
    （4）驱动双引擎的牵引力功率是驱动单引擎时的，但小艇的行驶速度却不是两倍关系．这是为什么呢？请个提出一种合理猜想．
    分析：（1）空载时漂浮在水面上受到浮力根据漂浮条件即可求出；轮船排水量是指满载时排开水的质量，求出排开水重，利用漂浮条件求轮船满载所受浮力；根据公式F浮=ρgV排的变形式可求排开水的体积；
    （2）据该电池板的功率和时间，据公式W=Pt能计算出该电池板所获得的电能；
    （3）知道电能转化为机械能的效率，可求电能转化为机械能的有用功率，再利用P=
    W
    t
    =
    Fs
    t
    =Fv求牵引力大小，进而根据二力平衡的条件求阻力大小．
    （4）据已有的实际知识基础分析即可提出猜想．
    解答：解：（1）小艇空载时漂浮在水面上，根据漂浮的条件可知：
    F浮=G艇=m艇g=8×103kg×9.8N/kg=7.84×104N；
    ∵船满载时的浮力：
    F满载=G排水=m排水g=5.8×104kg×9.8N/kg=5.684×105N；
    ∴V排=
    F满载
    ρ海水g
    =
    5.684×105N
    1.0×103kg/m3×9.8N/kg
    =58m3．
    （2）太阳光照射一天（日照时间为10h）可获得电能是：
    W=Pt=100kW×10h=1000kW?h=3.6×109J；
    ∵Q放=W，Q放=mq，
    ∴m=
    Q放
    q
    =
    3.6×109J
    3.0×107J/kg
    =120kg．
    （3）P′=P电×75%=40kW×75%=30kW=30000W，
    ∵P′=
    W
    t
    =
    Fs
    t
    =Fv，且v=8m/s，
    ∴牵引力：
    F=
    P′
    v
    =
    30000W
    8m/s
    =3750N，
    ∵小艇匀速行驶，
    ∴f=F=3200N．
    （4）小艇所受的阻力随着速度的变大而变大．
    答：（1）这种小艇空载时漂浮在水面上受到浮力5.684×105N；满载时排水体积为58m3．
    （2）如果每天阳光照射的时间是10h，获得的电能与完全燃烧120kg质量的焦炭释放的能量相当．
    （3）若引擎的电能转化为机械能的效率为75%，试求用双引擎时，小艇受到的阻力为3200N．
    （4）小艇所受的阻力随着速度的变大而变大．
    点评：本题考查小艇漂浮时浮力大小的计算和浮力公式的应用，计算小艇受到的阻力，要灵活选择功率公式进行求解，知道小艇做匀速直线运动时是处于平衡状态，牵引力和阻力是一对平衡力．
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