Question

【题目】“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）是自主水下航行器，可进行深海搜寻.其外形与潜艇相似（如图甲所示），其体积为1m3 ，质量为750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3， g取10N/kg）.

（1）求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强；

（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，先是漂浮在海面上，然后由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 P3＝3P1.求：t 1 时刻金枪鱼露出海面的体积（要求：画出 t1、t3时刻金枪鱼的受力分析图）

Answer 1

【答案】（1）3×107Pa；（2）0．5m3

【解析】

试题（1）航行器所受的压强：p=ρgh=1．0×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107 Pa；

（2）设t1、t3时刻起重机给金枪鱼的拉力分别为F1、F3，金枪鱼受力如图所示：

由图知，F1+F浮=G…① F3=G=mg=750kg×10N/kg=7500N…②

根据公式P=W/t=Fv得，P1=F1 v…③ P3=F3v…④ P3=3P1…⑤

由以上方程解得：F浮=5000N

由F浮=ρgV排得，V排=F浮/ρg=5000N/1．0×103kg/m3×10N/kg=0．5m3；

V露=V-V排=1m3-0．5m3=0．5m3。