2012年6月,我國自主設計的載人潛水器“蛟龍號”,實驗下潛7000m達到一個新的深度.試驗經歷了以下主要過程...
問題詳情:
2012年6月,我國自主設計的載人潛水器“蛟龍號”,實驗下潛7000m達到一個新的深度.試驗經歷了以下主要過程:母船用新型的吊裝裝置將潛水器投放到海中;潛水器緩慢豎直下潛和上升;吊裝裝置將潛水器吊上母船.如圖是母船的吊裝裝置的示意圖,圖中虛線框中是滑輪組(未畫出),電動機拉放滑輪組繩子自由端,掛鉤掛著潛水器.吊裝裝置緩慢地將潛水器投放到海中,然後,潛水器下潛用時t1=6h,到達7000m出停留t2=0.5h,上升用時t3=3.5h.潛水器上升到海面後,掛鉤掛著潛水器離開水面後,緩慢勻速豎直上升高度h=6m,在這個過程中電動機拉滑輪組繩子自由端的拉力F1=5.5×104N,滑輪組的機械效率η=80%.已知潛水器總質量(含潛水員)m=2.2×104kg,體積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.不計繩和掛鉤的質量,不考慮空氣阻力,不考慮潛水器離開海面後海水對潛水器質量的影響.求:(1)吊裝裝置將潛水器投放至剛被海水浸沒時,掛鉤的拉力是多大?(2)潛水器從開始下潛到返回海面的整個過程中,平均速度是多少米/秒?(3)滑輪組中,與動滑輪相連的繩子是多少段?
【回答】
【解析】(1)潛水器剛被海水浸沒時,潛水器受到水的浮力和自身重力以及掛鉤的拉力。浮力向上,拉力向上,重力向下,根據二力平衡,拉力加浮力等於重力 潛水器總重 所以掛鉤拉力等於 (2)潛水器下潛時間t1=6h,t2=0.5h,上升用時t3=3.5h,總時間是 下潛深度7000m,上升也是7000m,總路程是14000m 所以 (3)離開水面上升過程,已經沒有浮力,上升h=6m,有用功 假設有N段繩子,則有繩自由端上升Nh高度,總功 機械效率 解得N=5 本題考查知識點多,題目陳述也比較長,但是問題的設計思路很直接,難度不高,紙老虎而已。
知識點:八年級下
題型:計算題
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