Question

如图所示是江西省水上运动中心上游湖风景区引进的观光艇，已知该型号观光艇的质量为900kg，发动机的最大输出功率为50kW，最大载人数量为20人，最大航速为72km/h，求：
（1）某旅游团乘坐该观光艇以最大航速行驶2h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）若这次航行共消耗柴油30kg，则柴油发动机的效率为多大？（q_柴油=3×10⁷J/kg）

Answer

（1）知道观光艇最大航速和行驶时间，利用速度公式求行驶路程；
（2）知道观光艇的质量，求出总质量，利用重力公式求人艇总重，再利用漂浮条件求观光艇满载乘客时，所受水的浮力；
（3）知道发动机的最大功率，求出发动机输出功（有用功），利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求出30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量），利用效率公式求柴油发动机的效率．
【解析】
（1）∵v=，
∴s=vt=72km/h×2h=144km；
（2）观光艇满载乘客时总质量：
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）2h发动机输出功：
W=Pt=50000W×2×3600s=3.6×108J，
30L柴油完全燃烧放出的热量（总能量）：
Q放=mq=30kg×3×107J/kg=9×108J，
柴油发动机的效率：
η===40%．
答：（1）某旅游团乘坐该观光艇以最大航速行驶2h的路程是144km；
（2）观光艇满载乘客时，所受浮力是2.1×104N；
（3）柴油发动机的效率为40%．