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如图是我国一台自行设计 自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器 8月26日“蛟龙

时间:2021-03-06 16:27:48

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如图是我国一台自行设计 自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器 8月26日“蛟龙

问题补充:

如图是我国一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器,8月26日“蛟龙号”已完成下潜3759米的深海潜试,这标志着中国已成为世界上五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家.据悉,“蛟龙号”的技术改进及5000-7000米深海潜试课实施方案一通过专家论证,不久,“蛟龙号”将挑战目前世界载人深潜新记录.

①已知“蛟龙号”下潜到3759米的海底用时约102分钟,求“蛟龙号”下潜的平均速度约为多少米/分钟?(保留整数)

②若“蛟龙号”到达7000米深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2,则海水对该观测孔的压力约为多大?(海水密度近为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,下同)

③若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨,请你由此估算潜水器的体积约为多大?

④在需要紧急上浮时,潜水器可以抛掉随身携带的压载铁.试分析匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压载铁后在水中的情况.

答案:

解:

(1)“蛟龙号”做S=3759m下潜,所用时间t=102min,平均速度约为:

v==≈37m/min.

(2)“蛟龙号”到达h=7000m深的海底时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为:

P=ρgh=1.0×103kg/m3×10?N/kg×7000m=7×107Pa,

观察孔的面积S面积=300cm2=0.03m2,

海水对观测孔的压力约为:

F=PS面积=7×107Pa×0.03m2=2.1×106N.

(3)“蛟龙号”匀速下潜时,所受浮力和重力是平衡力,有F浮=G潜,即:ρgV排=m潜g,

潜水器的体积:

V=V排===22m3.

(4)匀速下潜的“蛟龙号“抛掉压载铁后,潜水器所受重力的减小远大于浮力的减小,故潜水器所受浮力大于重力,潜水器所受合力方向竖直向上,潜水器所受合分不再为零;

因潜水器所受合力方向向上,而潜水器抛掉压载铁前是匀速下潜,故潜水器抛掉压载铁后,先是减速下潜;当潜水器下潜到速度减为零后,就又会反向加速上升.

答:(1)平均速度是37?m/min.(2)压强约为7×107Pa,对该观测孔的压力约为2.1×106N.

(3)潜水器的体积约为22m3.(4)潜水器抛掉压载铁后先向下减速下降,然后加速上升.

解析分析:(1)已知“蛟龙号”下潜的路程s,下潜时间t,由平均速度公式可求出平均速度.

(2)由液体压强公式P=ρgh求压强,由F=PS求海水对观察孔的压力.

(3)对“蛟龙号”受力分析,由平衡条件求潜水器的体积.

(4)对“蛟龙号”受力分析,根据“蛟龙号”的受力情况分析“蛟龙号”的运动情况.

点评:本题以“蛟龙号”潜水器潜水为背景考查了求:平均速度、海水压强、海水对观察孔的压力、潜水器的体积,判断潜水器的运动状态,考查的点较多,是一道中档题.注意第4问:潜水器抛掉压载铁前是匀速下潜,易错点.

如图是我国一台自行设计 自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器 8月26日“蛟龙号”已完成下潜3759米的深海潜试 这标志着中国已成为世界上五个掌握3500米以

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