2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图7所示)在太平洋海域成功完成5000m

李银坛
李银坛 2021-4-2 09:45

2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图7所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测。2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa,则它能下潜的最大深度是多少?(不考虑大气压)

(2)“蛟龙号”上一面积为1250px2的观测窗口:在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少?

(3)“蛟龙号”完成任务后.漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图8所示,图中P2=2P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨,t1时刻求“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。


1条回答
  •  孟宪荣
    孟宪荣 (楼主)
    2021-4-15 09:09

    解析:

    (1)它能下潜的最大深度是:

    h=

    P

    =

    7.2×107

    =7200m

    ρg

    1.0×103kg/m3×10N/kg

     

    (2)在5000m深度时,其压强为:

    p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000m=5×107Pa

    在7000m深度时,其压强为:

    p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa

    其压力增加量:

    △F=F2-F1=p2S-p1S=(p2-p1) S=(7×107Pa -5×107Pa)×50×10-4m2

    =1×105N

    (3)根据题意可以发现,功率为P2时,“蛟龙号”已离开水面,故对“蛟龙号”的拉力为:

    F2=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N

    因为P=Fv,P2=2P1,所以

    F2v=2F1v

    故:F2=2F1

    在t1时刻所受拉力:

    F1=

    1

    F2=

    1

    ×2.2×105N =1.1×105N

    2

    2

     

    此时所受浮力:

    F=G-F1=2.2×105N-

    1.1×105N=1.1×105N

     

     

     排开水的体积:

    V=

    F

    =

    1.1×105N

    =11m3

    ρg

    1.0×103kg/m3×10N/kg



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