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【题目】中国是世界上少数掌握载人深潜技术的国家之一,能够悬停在深海处是蛟龙号的尖端技术之一,蛟龙号的相关特征参数如表所示.当“零负荷”的蛟龙号下潜到深海悬浮,此时观测窗距海面6000m(海水的密度取为ρ=1.0×103kg/m3 , g=10N/kg).试求:

空重

22t

最大负载

240kg

最大设计深度

7000m

观测窗面积

4×10﹣2m2


(1)观测窗所受的海水压力;
(2)“零负荷”的蛟龙号排开海水的体积.

【答案】
(1)解:“蛟龙”号所处的深度:h=6000m,

“蛟龙”号受到海水的压强:

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6000m=6×107Pa;

由p= 得,所以海水对该观测孔的压力:

F=pS=6×107Pa×4×10﹣2m2=2.4×106N;

答:观测窗所受的海水压力为2.4×106N;


(2)解:当“零负荷”的蛟龙号下潜到深海悬浮时,浮力等于重力:

F=G=mg=22000kg×10N/kg=2.2×105N;

由阿基米德原理得,蛟龙号排开海水的体积为:

V= = =22m3

答:“零负荷”的蛟龙号排开海水的体积为22m3


【解析】(1)知道“蛟龙”号所处的深度,根据液体压强公式可求海水对“蛟龙”号外壳的压强;已知观测孔的面积和海水产生的压强,利用F=pS求海水对该观测孔的压力;(2)根据物体的浮沉条件求出浮力,根据阿基米德原理求出体积.
【考点精析】掌握液体的压强的计算和阿基米德原理是解答本题的根本,需要知道液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离;阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F= Ggv

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(2)伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动“状态,“自然运动”是球所具有的属性.在我们今天看来,球的这种属性称为
(3)我们学习了“能量”的知识后知知道,事实上球“记住”的是能量.因为存在力,球将不会到达起始高度,导致过程中球的机械能减少.

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茶几及鱼缸净重/kg

56

最大容量/L

40

支撑柱/个

4

每个支撑柱与接触面积/m2

0.02


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