Question

10．蛟龍?zhí)枴眲?chuàng)造了“中國(guó)深度”--下潛7062m．今年“蛟龍?zhí)枴睂⑦h(yuǎn)赴印度洋探索2700m深處活火山的奧秘．已知：海水密度ρ═1.03×10³kg/m³，聲音在海水中的傳播速度是1500m/s，取g=10N/kg．問(wèn)：
（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?700m深度時(shí)受到的海水的壓強(qiáng)是多少？
（2）電磁波傳播速度大，但是在海水中的傳輸距離是短．母船與“蛟龍?zhí)枴毙畔�傳遞要借助于聲吶．在2700m深處的“蛟龍?zhí)枴笔盏秸�上方母船的指令需要多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)海底扔掉部分配重后，排開(kāi)的水所受的重力是5×10³N，它受到的浮力是多少？
（4）任務(wù)完成后，起重機(jī)把重2.2×10⁵N的“蛟龍?zhí)枴钡醯侥复�上，起重機(jī)滑輪裝置原理如圖乙，在滑輪裝置作用下，“蛟龍?zhí)枴彪x開(kāi)水面后緩慢豎直上升10m后到達(dá)甲板，繩子自由端的拉力為68750N，移動(dòng)的距離是40m，則滑輪裝置的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道蛟龍?zhí)栂聺摰纳疃�，根�?jù)p=ρgh求出殼體受到海水的壓強(qiáng)；
（2）知道蛟龍?zhí)栂聺摰纳疃群秃Ｋ�中的聲速，根�?jù)v=$\frac{s}{t}$求出“蛟龍?zhí)枴笔盏秸�上方母船的指令需要的時(shí)間；
（3）由阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于其排開(kāi)液體的重力；
（4）對(duì)于已經(jīng)組裝好的滑輪組，根據(jù)η=$\frac{G}{nF}$求出滑輪裝置的機(jī)械效率．

解答 解：（1）蛟龍?zhí)枤んw受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×2700m=2.781×10⁷Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，“蛟龍?zhí)枴笔盏秸�上方母船的指令需要的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{2700m}{1500m/s}$=1.8s；
（3）“蛟龍”號(hào)受到的浮力等于它排開(kāi)海水的重力，則受到的浮力：
F_浮=G=5×10³N；
（4）滑輪組承擔(dān)物體重力的繩子股數(shù)：n=$\frac{40m}{10m}$=4，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$得，滑輪裝置的機(jī)械效率：
η=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{4×68750N}$×100%=80%．
答：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?700m深度時(shí)受到的海水的壓強(qiáng)是2.781×10⁷Pa；
（2）在2700m深處的“蛟龍?zhí)枴笔盏秸�上方母船的指令需�?.8s；
（3）“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)海底扔掉部分配重后，排開(kāi)的水所受的重力是5×10³N，它受到的浮力是5×10³N；
（4）滑輪裝置的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評(píng) 本題以“蛟龍?zhí)枴睘檩d體綜合考查了液體壓強(qiáng)公式、速度公式、機(jī)械效率公式、阿基米德原理公式的理解和應(yīng)用，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)．