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2012年6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测,最大下潜深度7062米.如图甲所示,
2012年6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测,最大下潜深度7062米.如图甲所示,母船正在向海中投放“蛟龙号”,调控两根伸缩杆,使“∩”形架...
2012年6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测,最大下潜深度7062米.如图甲所示,母船正在向海中投放“蛟龙号”,调控两根伸缩杆,使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止,然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器.处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆,OB表示“∩”形架,CD表示两根伸缩杆,O到CD的距离为2m,OD、OE的长度分别为3m、6m.深潜器的质量为25t,总体积为24.5m3.(不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力,设海水的密度ρ海水=1.0×103kg/m3且不变).(1)“蛟龙号”所受重力是多少?(2)“蛟龙号”达到最大下潜深度时,所受海水的压强是多少?(3)在绞车匀速向下释放“蛟龙号”至刚浸没的过程中,钢缆BE起吊拉力的功率随时间变化的图象如图丙所示,图中P1=2P2.求t1时刻伸缩杆CD所受的拉力(不考虑水的阻力).
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(1)由G=mg得
G潜=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N
(2)由p=ρ水gh
p=1.0×103kg/m3×10N/kg×7062m=7.062×107 Pa
(3)由图象可知,t2时刻,深潜器完全浸没在水中,此时钢缆BE所受拉力:
FBE=G潜-F浮=G潜-ρ水gV排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=0.5×104N
因为P1=2P2,且绞车匀速向下释放深潜器
所以t1时刻钢缆BE 所受拉力:FBE′=2 FBE=1×104 N
根据杠杆平衡条件可知,t1时刻伸缩杆CD所受的拉力:
FCD=
=
=3×104N.
答:(1)“蛟龙号”所受重力是2.5×105N
(2)“蛟龙号”达到最大下潜深度时,所受海水的压强是7.062×107 Pa
(3)t1时刻伸缩杆CD所受的拉力为3×104N.
G潜=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N
(2)由p=ρ水gh
p=1.0×103kg/m3×10N/kg×7062m=7.062×107 Pa
(3)由图象可知,t2时刻,深潜器完全浸没在水中,此时钢缆BE所受拉力:
FBE=G潜-F浮=G潜-ρ水gV排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=0.5×104N
因为P1=2P2,且绞车匀速向下释放深潜器
所以t1时刻钢缆BE 所受拉力:FBE′=2 FBE=1×104 N
根据杠杆平衡条件可知,t1时刻伸缩杆CD所受的拉力:
FCD=
| ||
L1 |
1×104N×6m |
2m |
答:(1)“蛟龙号”所受重力是2.5×105N
(2)“蛟龙号”达到最大下潜深度时,所受海水的压强是7.062×107 Pa
(3)t1时刻伸缩杆CD所受的拉力为3×104N.
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