题目
装载状态一定,GM偏大,当船舶受到一定横倾力矩作用时,船舶横倾角()。A. 偏大B. 偏小C. 横倾角的大小与GM的大小无关D. 横倾角的大小取决于所装的货物是重货还是轻货
装载状态一定,GM偏大,当船舶受到一定横倾力矩作用时,船舶横倾角()。
A. 偏大
B. 偏小
C. 横倾角的大小与GM的大小无关
D. 横倾角的大小取决于所装的货物是重货还是轻货
题目解答
答案
B. 偏小
解析
考查要点:本题主要考查船舶稳性中的初稳性高度(GM)与横倾角的关系,理解GM对船舶受外力矩作用时倾斜程度的影响。
解题核心思路:
GM(初稳性高度)越大,船舶的初稳性越好。当受到相同横倾力矩作用时,初稳性力矩(与GM成正比)越大,外力矩与初稳性力矩的比值越小,导致横倾角θ(由$\theta = \arctan(\frac{M_{\text{外}}}{M_{\text{初}}})$决定)越小。
破题关键点:
- 明确GM的物理意义:GM是初稳性高度,直接影响初稳性力矩的大小。
- 公式推导:通过稳性公式,分析GM变化对横倾角θ的影响。
关键公式:
横倾角θ的计算公式为:
$\theta = \arctan\left(\frac{M_{\text{外}}}{M_{\text{初}}}\right)$
其中,$M_{\text{外}}$为横倾力矩,$M_{\text{初}}$为初稳性力矩,且$M_{\text{初}} \propto GM$(与GM成正比)。
推导过程:
- GM偏大时,初稳性力矩$M_{\text{初}}$增大。
- 横倾力矩$M_{\text{外}}$固定,此时$\frac{M_{\text{外}}}{M_{\text{初}}}$的比值减小。
- $\arctan$函数单调递增,但输入值减小,因此θ会减小。
结论:GM越大,横倾角θ越小,故正确答案为B。