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6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测 最大下潜深度70

时间:2023-04-25 02:29:05

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6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测 最大下潜深度70

问题补充:

6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测,最大下潜深度7062米.如图甲所示,母船正在向海中投放“蛟龙号”,调控两根伸缩杆,使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器.处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆,OB表示“∩”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m.深潜器的质量为25t,总体积为24.5m3.(不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力,设海水的密度ρ海水=1.0×103kg/m3且不变).

(1)“蛟龙号”所受重力是多少?

(2)“蛟龙号”达到最大下潜深度时,所受海水的压强是多少?

(3)在绞车匀速向下释放“蛟龙号”至刚浸没的过程中,钢缆BE起吊拉力的功率随时间变化的图象如图丙所示,图中P1=2P2.求t1时刻伸缩杆CD所受的拉力(不考虑水的阻力).

答案:

解:(1)由G=mg得

G潜=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N

(2)由p=ρ水gh

p=1.0×103kg/m3×10N/kg×7062m=7.062×107?Pa

(3)由图象可知,t2时刻,深潜器完全浸没在水中,此时钢缆BE所受拉力:

FBE=G潜-F浮=G潜-ρ水gV排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=0.5×104N

因为P1=2P2,且绞车匀速向下释放深潜器

所以t1时刻钢缆BE?所受拉力:FBE′=2?FBE=1×104?N

根据杠杆平衡条件可知,t1时刻伸缩杆CD所受的拉力:

FCD===3×104N.

答:(1)“蛟龙号”所受重力是2.5×105N

(2)“蛟龙号”达到最大下潜深度时,所受海水的压强是7.062×107?Pa

(3)t1时刻伸缩杆CD所受的拉力为3×104N.

解析分析:(1)已知深潜器的质量,根据G=mg可求得“蛟龙号”所受重力;

(2)已知最大下潜深度7062米.利用p=ρ水gh可求得所受海水的压强;

(3)知道深潜器的质量,利用G=mg求其重力,深潜器刚浸没时,对“∩”形架的拉力FB=G-F浮,找出其力臂,即OE;确定伸缩杆的拉力的力臂为O到CD的距离,根据杠杆平衡条件求解.

点评:本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件的掌握和运用,本题难点在第三问,确定两个力的力臂大小、利用好杠杆平衡条件是关键.

6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测 最大下潜深度7062米.如图甲所示 母船正在向海中投放“蛟龙号” 调控两根伸缩杆 使“∩”

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