2012年6月.我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号 .实验下潜7000m达到一个新的深度．试验经历了以下主要过程:母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中,潜水器缓慢竖直下潜和上升,吊装设备将潜水器吊上母船．如图是母船的吊装设备的示意图.图中虚线框中是滑轮组.电动机拉放滑轮组绳子自由端.挂钩挂着潜水器．吊装设备缓慢地将潜水器投放� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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2012年6月，我国自主设计的载人潜水器“蛟龙号”，实验下潜7000m达到一个新的深度．试验经历了以下主要过程：母船用新型的吊装设备将潜水器投放到海中；潜水器缓慢竖直下潜和上升；吊装设备将潜水器吊上母船．如图是母船的吊装设备的示意图，图中虚线框中是滑轮组（未画出），电动机拉放滑轮组绳子自由端，挂钩挂着潜水器．吊装设备缓慢地将潜水器投放到海中，然后，潜水器下潜用时t₁=6h，到达7000m出停留t₂=0.5h，上升用时t₃=3.5h．潜水器上升到海面后，挂钩挂着潜水器离开水面后，缓慢匀速竖直上升高度h=6m，在这个过程中电动机拉滑轮组绳子自由端的拉力F₁=5.5×10⁴N，滑轮组的机械效率η=80%．
已知潜水器总质量（含潜水员）m=2.2×10⁴kg，体积V=20m³，水的密度ρ₁=1.0×10³kg/m³，海水的密度ρ₂=1.03×10³kg/m³，g取10N/kg．不计绳和挂钩的质量，不考虑空气阻力，不考虑潜水器离开海面后海水对潜水器质量的影响．求：
_{（1）吊装设备将潜水器投放至刚被海水浸没时，挂钩的拉力是多大？
（2）潜水器从开始下潜到返回海面的整个过程中，平均速度是多少米/秒？
（3）滑轮组中，与动滑轮相连的绳子是多少段？}

【解析】（1）潜水器刚被海水浸没时，潜水器受到水的浮力和自身重力以及挂钩的拉力。浮力向上，拉力向上，重力向下，根据二力平衡，拉力加浮力等于重力

潜水器总重
所以挂钩拉力等于
（2）潜水器下潜时间t₁=6h，t₂=0.5h，上升用时t₃=3.5h，总时间是
下潜深度7000m，上升也是7000m，总路程是14000m 所以

（3）离开水面上升过程，已经没有浮力，上升h=6m，有用功
假设有N段绳子，则有绳自由端上升Nh高度，总功
机械效率
解得N=5
本题考查知识点多，题目陈述也比较长，但是问题的设计思路很直接，难度不高，纸老虎而已。

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（1）细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是多少？

（2）细试管开始插入的深度h0满足什么条件时，它刚好可以向上“爬升”。

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下列选项是对质量和长度的估测，其中最接近实际的是

A．一个签字笔的质量约为500g

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D．课桌的高度约为15cm

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现有一瓶某品牌的饮用纯净水.
（1）用手握住水瓶在空中静止不动，此时水瓶受到的重力和手对瓶的    是平衡力.
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2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m³，沙的密度为2.5×10³kg/m³。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
_{①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：}

风速（m/s）	5	10	15	20
电压表示数（V）	0.6	2.4	5.4	9.6

②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：

含沙量（kg/m³）	1.1	2.2	3.3	4.4
电压表示数（V）	2.3	3.5	4.6	5.8

（1）根据上述实验结果，试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式？（设比例系数为k）
（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m³沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？

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如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm²，弹簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20cm 上升到30cm（g=10N/kg）．求：
_{（1）金属块未放入水中时（如图所示），容器底部受到的水的压强：
（2）金属块的密度；
（3）金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数；
（4）金属块浸没水中后（未于底部接触），容器对桌面的压强．}