2025年大学（船舶与海洋工程）船舶静力学进阶阶段测试题及解析.doc

2025年大学（船舶与海洋工程）船舶静力学进阶阶段测试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)
1. 船舶在静水中平衡时，浮心的位置主要取决于（ ）
A. 船舶的形状 B. 货物的分布 C. 吃水深度 D. 以上都不对
2. 船舶静水力曲线中，关于浮心纵坐标随吃水变化的曲线，其特点是（ ）
A. 线性变化 B. 先陡后缓 C. 先缓后陡 D. 无规律变化
3. 船舶的初稳性高度主要与下列哪个因素关系最为密切（ ）
A. 船舶重心高度 B. 浮心高度 C. 型深 D. 船长
4. 当船舶横倾时，稳心的位置（ ）
A. 不变 B. 向倾斜方向移动 C. 向倾斜相反方向移动 D. 不确定
5. 船舶静力学中，计算船舶排水体积的常用方法是（ ）
A. 辛氏积分法 B. 梯形法 C. 抛物线法 D. 都可以
6. 船舶在静水中的浮态与下列哪种情况无关（ ）
A. 重心位置 B. 浮心位置 C. 船型系数 D. 航速

第II卷（非选择题，共70分）
7. 简答题：简述船舶静力学中浮心、重心和稳心的概念及其相互关系。(10分)
8. 计算题：已知一艘船舶的排水量为5000t，重心高度为6m，浮心高度为5m，求该船舶的初稳性高度。(15分)
9. 分析题：分析船舶形状对静水力性能的影响，例如不同船型的浮心曲线特点等。(15分)
10. 材料分析题：材料：某船舶在装载货物后，发现船舶横倾角度较大。已知船舶排水量为4000t‘，重心横向坐标为2m，浮心横向坐标为1.5m，横稳心半径为5m。求船舶的横倾力矩和横倾角。(15分)
11. 论述题：论述船舶静力学在船舶设计、建造和运营中的重要性。(15分)

答案：
1. A
2. C
3. A
4. A
5. A
6. D
7. 浮心是船舶排水体积的形心，它反映了船舶所排开的水的合力作用点。重心是船舶重量的合力作用点。稳心是船舶倾斜后浮力作用线与原浮力作用线的交点。当船舶平衡时，重心、浮心和稳心在同一条垂直线上。稳心高度与船舶的稳性密切相关，重心高度影响船舶的初稳性等。
8. 初稳性高度GM = BM - BG，其中BM = I/V，I为横倾惯性矩，V为排水体积。这里已知排水量5000t即排水体积V，重心高度KG = 6m，浮心高度KB = 5m，BG = KG - KB = 6 - 5 = 1m。假设BM = 2m（具体计算需根据船舶具体参数通过公式准确计算），则GM = BM + BG = 2 + 1 = 3m。
9. 不同船型的浮心曲线特点不同。例如，瘦长型船舶浮心曲线较为平缓，因为其排水体积分布相对均匀，浮心随吃水变化较为缓慢；而肥大型船舶浮心曲线较陡，因为其排水体积集中在中部，吃水变化时浮心位置变化较大。船型还影响其他静水力性能，如方形系数大的船排水体积大但形状丰满，对稳性等有特定影响。
10. 横倾力矩M = Δ×(xG - xB)，其中Δ为排水量，xG为重心横向坐标，xB为浮心横向坐标。则M = 4000×(2 - 1.5) = 2000t·m。根据横倾力矩公式M = Δ×GM×θ（θ为横倾角），GM = BM + BG（假设BM = 5m，BG = 0.5m，GM = 5.5m），则θ = M / (Δ×GM) = 2000 / (4000×5.5)≈0.091弧度≈5.2°。
11. 在船舶设计中，船舶静力学用于确定船舶的基本参数如排水量、浮心位置等，以保证船舶的性能和安全性。建造时依据静力学原理确保船舶结构能承受相应的力。运营中，通过静力学分析可掌握船舶的稳性等情况，保障航行安全。例如设计时根据静力学计算确定合适的船型和尺度，建造中按静力学要求施工，运营中依据静力学评估船舶状态，及时调整装载等，所以船舶静力学对船舶全生命周期都至关重要。