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“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)是自主水下航行器,可进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图甲所示),其体积为1m3,质量为750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水
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“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)是自主水下航行器,可进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图甲所示),其体积为1m3,质量为750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg).
(1)求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强;
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,先是漂浮在海面上,然后由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示,图中P3=3P1.求:t1时刻金枪鱼露出海面的体积(要求:画出 t1、t3时刻金枪鱼的受力分析图)
(1)求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强;
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,先是漂浮在海面上,然后由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示,图中P3=3P1.求:t1时刻金枪鱼露出海面的体积(要求:画出 t1、t3时刻金枪鱼的受力分析图)
▼优质解答
答案和解析
(1)航行器所受的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107Pa;
(2)设t1、t3时刻起重机给金枪鱼的拉力分别为F1、F3,金枪鱼受力如图所示:
由图知,F1+F浮=G…①
F3=G=mg=750kg×10N/kg=7500N…②
根据公式P=
=Fv得,
P1=F1v…③
P3=F3v…④
P3=3P1…⑤
由以上方程解得:F浮=5000N
由F浮=ρgV排得,
V排=
=
=0.5m3;
V露=V-V排=1m3-0.5m3=0.5m3.
答:(1)求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强为3×107Pa;
(2)t1时刻金枪鱼露出海面的体积为0.5m3.
(2)设t1、t3时刻起重机给金枪鱼的拉力分别为F1、F3,金枪鱼受力如图所示:
由图知,F1+F浮=G…①
F3=G=mg=750kg×10N/kg=7500N…②
根据公式P=
W |
t |
P1=F1v…③
P3=F3v…④
P3=3P1…⑤
由以上方程解得:F浮=5000N
由F浮=ρgV排得,
V排=
F浮 |
ρg |
5000N |
1.0×103kg/m3×10N/kg |
V露=V-V排=1m3-0.5m3=0.5m3.
答:(1)求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强为3×107Pa;
(2)t1时刻金枪鱼露出海面的体积为0.5m3.
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