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壓強(qiáng)浮力綜合類典例精講1.(2022陜西定心卷)2022年4月26日,“探索二號(hào)”科考船搭載著“深海勇士”號(hào)返航,圓滿完成2022年度南海北部典型區(qū)域海洋環(huán)境調(diào)查第一航段任務(wù),如圖為“探索二號(hào)”將“深海勇士”號(hào)放入水前的畫面.“探索二號(hào)”滿載排水量約為6800t,最高航速約為27km/h.本航次“深海勇士”號(hào)在1573m到3689m不同深度的海底獲取了一批海水生物和巖石樣本,并獲得了第一手現(xiàn)代海底地貌影像資料.(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)“深海勇士”號(hào)下潛過程中,以“深海勇士”號(hào)為參照物,“探索二號(hào)”是________(選填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”)的.(2)“深海勇士”號(hào)探索至最深處受到的壓強(qiáng)是多少?(3)“探索二號(hào)”滿載時(shí)所受浮力是多少?滿載的“探索二號(hào)”以最高航速勻速直線航行時(shí),受到的阻力約為船總重的0.2倍,則“探索二號(hào)”的功率是多少?實(shí)戰(zhàn)演練1.圖甲是我國(guó)三大主戰(zhàn)艦之一的075型兩棲攻擊艦,該艦艦長(zhǎng)為250m、寬為30m,滿載時(shí)吃水深度為7m.(海水密度取1.05×103kg/m3)求:(1)該戰(zhàn)艦從長(zhǎng)江駛?cè)牒V袝r(shí),會(huì)_____(選填“上浮”“下沉”或“不變”)(2)該戰(zhàn)艦滿載時(shí)艦底最深處受到的海水壓強(qiáng);(3)當(dāng)戰(zhàn)艦上的一架艦載直升機(jī)起飛后,該戰(zhàn)艦排開水的體積減小了15m3,則這架艦載機(jī)的質(zhì)量是多少;(4)該戰(zhàn)艦以恒定功率從靜止開始航行,路程s與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,若戰(zhàn)艦所受的阻力保持不變,大小為1×105N,則戰(zhàn)艦在0~10s內(nèi)動(dòng)力所做的功是多少.2.(2022陜西預(yù)測(cè)卷)學(xué)習(xí)了浮力的知識(shí)后,小明對(duì)潛水艇的浮沉產(chǎn)生了很大的興趣.他用一個(gè)體積為500cm3的長(zhǎng)方體水箱模擬潛水艇,內(nèi)裝300cm3的水,總重為7N,放在底面積為100cm2的容器中,如圖甲所示;“潛水艇”內(nèi)的壓縮空氣裝置可將水排出后并密封,如圖乙所示,排出的水仍在容器中且容器足夠高.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)“潛水艇”懸浮在水中,當(dāng)用壓縮空氣把水艙中的水排出部分時(shí),“潛水艇”將________(選填“上浮”或“下沉”);(2)圖甲中“潛水艇”對(duì)容器底的壓力;(3)排出水的重力為多少時(shí),“潛水艇”剛好能懸?。?4)當(dāng)“潛水艇”中的水全部排出后,水對(duì)容器底壓強(qiáng)相對(duì)于圖甲時(shí)的變化量.壓強(qiáng)浮力綜合類典例精講例(1)運(yùn)動(dòng)解:(2)“深海勇士”號(hào)在最深處3689m時(shí)受到的壓強(qiáng)p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3689m=3.689×107Pa(3)“探索二號(hào)”滿載時(shí)受到的浮力F?。紾排=m排g=6.8×106kg×10N/kg=6.8×107N由二力平衡可知船的重力等于船漂浮時(shí)受到的浮力,即G船=F浮=6.8×107N“探索二號(hào)”以最高航速勻速直線航行時(shí),受到的阻力約為船總重的0.2倍,即f=0.2G船=0.2×6.8×107N=1.36×107Nv=27km/h=7.5m/s因?yàn)椤疤剿鞫?hào)”勻速直線航行所以牽引力F=f=1.36×107N“探索二號(hào)”的功率P=eq\f(W,t)=eq\f(Fs,t)=Fv=1.36×107N×7.5m/s=1.02×108W實(shí)戰(zhàn)演練1.(1)上浮(2)戰(zhàn)艦滿載時(shí)吃水深度為7m滿載時(shí)艦底最深處受到海水壓強(qiáng)為p=ρ海水gh=1.05×103kg/m3×10N/kg×7m=7.35×104Pa(3)艦載直升機(jī)起飛后,該戰(zhàn)艦的排開水的體積減小了15m3,減小的浮力ΔF?。溅押K甮ΔV排=1.05×103kg/m3×10N/kg×15m3=1.575×105N因?yàn)閼?zhàn)艦是漂浮狀態(tài),所以G機(jī)=ΔF?。?.575×105N由G=mg得:m機(jī)=EQ\F(G機(jī),g)=EQ\F(1.575×105,10N/kg)=1.575×104kg=15.75t(4)由圖乙可知10~20s戰(zhàn)艦做勻速直線運(yùn)動(dòng)v=EQ\F(s,t)=EQ\F(210m-70m,10s)=14m/s動(dòng)力F=f=1×105N由P=EQ\F(W,t)=EQ\F(Fs,t)=Fv得戰(zhàn)艦功率P=Fv=1×105N×14m/s=1.4×106W由P=EQ\F(W,t)得:戰(zhàn)艦在0~10s內(nèi)動(dòng)力所做的功W=Pt=1.4×106W×10s=1.4×107J2.(1)上浮【解析】原來“潛水艇”懸浮在水中,浮力等于重力,當(dāng)用壓縮空氣把水艙中的水排出部分時(shí),“潛水艇”自重減小,而浮力不變,此時(shí)浮力大于重力,所以“潛水艇”將上?。猓?2)“潛水艇”受到的浮力為F?。溅阉甮V排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10-6m3=5N“潛水艇”對(duì)容器底的壓力大小F壓=F支=G-F浮=7N-5N=2N(3)當(dāng)“潛水艇”全部浸沒在水中,且受到的浮力等于重力時(shí)處于懸浮狀態(tài),由(2)可得,“潛水艇”受到的浮力為5N,“潛水艇”內(nèi)裝300cm3的水時(shí)總重為7N,因?yàn)椤皾撍А蓖耆]在水中,V排不變,所以根據(jù)F?。溅阉甮V排可知“潛水艇”所受浮力不變,只有“潛水艇”的重力變?yōu)?N時(shí),受到的浮力等于重力,即G排=G-F?。?N-5N=2N時(shí),“潛水艇”剛好能懸浮(4)“潛水艇”中水的重力G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×300×10-6m3×10N/kg=3N排完水后“潛水艇”所受浮力F浮1=G艇=G-G水=7N-3N=4N,當(dāng)“潛水艇”中的水全部排出后,“潛水艇”漂浮,根據(jù)F?。溅岩篻V排可得其排開水的體積為V排1=eq\f(F浮1,ρ水g)=eq\f(4N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=4×10-4m3,“潛水艇”排開水減小的體積ΔV=V排-V排1=500×10-6m3-4.0×10-4m3=1.0

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