如图甲是我国自行研制的深海潜水器“蛟龙号”正在下水的情形,蛟龙号长8.2m,宽3.0m,高3.4m,体积约为16m3.载人后质量为22t.设计最大下潜深度为7000m

发布时间:2020-08-13 14:56:20

如图甲是我国自行研制的深海潜水器“蛟龙号”正在下水的情形,蛟龙号长8.2m,宽3.0m,高3.4m,体积约为16m3.载人后质量为22t.设计最大下潜深度为7000m,现用如图甲的装置把它放入海中.试验船上的吊车相当于如图乙的滑轮组,试验船绞绳拉力为3×104N,试验时蛟龙号下潜深度达到5000m.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)?求:
(1)蛟龙号下潜深度达到5000m时所受海水的压强;
(2)蛟龙号匀速下潜至5000米时,试验船上的吊车做的功;
(3)吊车的机械效率.(结果保留一位小数)

网友回答

解:(1)蛟龙号下潜深度达到5000m时所受海水的压强:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m=5.15×107Pa;
(2)滑轮组承重绳的股数n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3×5000m=15000m,
吊车做的功W=Fs=3×104N×15000m=4.5×108J;
(3)潜水器的重力G=mg=22000kg×10N/kg=2.2×105N,
潜水器受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×16m3=1.648×105N,
有用功W有=(G-F浮)h=(2.2×105N-1.648×105N)×5000m=2.76×108J,
吊车的效率η==≈61.3%;
答:(1)蛟龙号下潜深度达到5000m时所受海水的压强是5.15×107Pa;
(2)蛟龙号匀速下潜至5000米时,试验船上的吊车做的功是4.5×108J;
(3)吊车的机械效率是61.3%.
解析分析:(1)已知水的深度,由液体压强公式可以求出海水的压强.
(2)由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数n=3,求出绳子自由端移动的距离,然后由功的计算公式求出吊车做的功.
(3)由浮力公式求出潜水器受到的浮力,由功的计算公式求出有用功,然后由效率公式求出吊车的效率.

点评:本题考查了求压强、功及效率等问题,应用液体压强公式、功的计算公式、效率公式即可正确解题.
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