云门屯景区是位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区，该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨形山洞，十分壮观．为了减少环境污染，江上

问题描述：

云门屯景区是位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区，该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨形山洞，十分壮观．为了减少环境污染，江上游船采用电力驱动，如图为一艘电动游船正驶过天门洞．这种游船满载时，船和人的总质量为2800kg．（g取10N/kg，水的密度为1.0×10³kg/m³）．

（1）该游船满载时，外船底最深处距水面0.5m，该处所受水的压强为多大？
（2）该游船满载时，游船排开水的体积为多少？
（3）该游船满载时，在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶，此时游船所受水的阻力为400N，驱动电机的工作电压为60V，且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功，则此时驱动电机的工作电流为多少？

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最佳答案：

（1）满载时船底受到水的压强为：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa；
（2）游船处于漂浮状态，则所受浮力等于总重力；
即F浮=G总=m总g；
由于F浮=G排=m排g，则m排=m总=2800kg，
由ρ=

m

V

得：V排=

m排

ρ水

=

2800kg

1.0×103kg/m3

=2.8m3；
（3）由于游船匀速行驶，则此时游船的动力F=f=400N；
动力功率为：P机械=Fv=400N×1.5m/s=600W；
根据η=

P机械

P电

得：
消耗的电功率P电=

P机械

η

=

600W

80%

=750W，
由P=UI得：
电流I=

P电

U

=

750W

60V

=12.5A．
答：（1）该处所受水的压强为5×103Pa；
（2）该游船满载时，游船排开水的体积为2.8m3；
（3）驱动电机的工作电流为12.5A．