打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.在某次海洋打捞中,打捞

发布时间:2020-08-12 10:50:17

打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.在某次海洋打捞中,打捞人员先用声呐(一种发射声波的仪器)探测沉船的深度,在沉船正上方的海面上向沉船发射声波,测得声波从发出到接受到反射波的时间是0.1s,海水中的声速为1500m/s,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,请计算:
(1)沉船在海水中的深度是多少.
(2)假设不计海面大气压的作用,高压气体的压强至少为多少帕,才能将浮筒中的水排出.
(3)若沉船的质量约1.4×107kg,打捞起这个沉船,用了体积为200m3浮筒60个,求沉船自身受到的浮力(若浮筒的重力和水的阻力忽略不计).

网友回答

解:(1)∵声波从海面传到沉船的时间为听到回声的时间的一半,
∴t=×0.1s=0.05s,
∵v=,
∴沉船在海水中的深度:
s=vt=1500m/s×0.05s=75m;
(2)由题知,高压气体的压强至少等于沉船处水的压强,
即:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×75m=7.5×105Pa;
(3)每个浮筒受到的浮力:
F′=ρgv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m3=2×106N,
60个浮筒受到的浮力:
F筒=2×106N×60=1.2×108N,
沉船的重力:
G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N,
∵浮筒的重力和水的阻力忽略不计,G=F船+F筒,
∴沉船自身受到的浮力:
F船=G-F浮=1.4×108N-1.2×108N=2×107N.
答:(1)沉船在海水中的深度是75m;
(2)高压气体的压强至少为7.5×105Pa,才能将浮筒中的水排出;
(3)沉船自身受到的浮力为2×107N.
解析分析:(1)先求出声波从海面传到沉船的时间,再根据速度公式v=的变形式计算出沉船在海水中的深度;
(2)高压气体的压强至少等于沉船处水的压强,才能将浮筒中的水排出,据此求出高压气体的压强;
(3)浮筒浸没在水中,求出60个浮筒受到水的浮力;因为浮筒的重力和水的阻力忽略不计,所以船受到的重力等于船受到的浮力加上60个浮筒受到的浮力,据此求出船受到水的浮力.

点评:本题综合考查了回声测距的方法、液体压强的计算、浮力的计算,知识点多,要求灵活选用公式进行计算.确定声波从海面传到沉船的时间(单趟用时)是本题的突破口.
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