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...
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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?
【回答】
【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。
知识点:八年级下
题型:计算题
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