2012年6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测 最大下潜深度7062米。

2012年6月我国自主研制的“蛟龙号”载人深潜器成功完成7000m深海探测，最大下潜深度7062米。如图甲所示，母船正在向海中投放“蛟龙号”，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2m，OD、OE的长度分别为3m、6m。深潜器的质量为25t，总体积为24.5m3。（不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力，设海水的密度ρ海水=1.0×103kg/m3且不变）。 （1）“蛟龙号”所受重力是多少？ （2）“蛟龙号”达到最大下潜深度时，所受海水的压强是多少？ （3）在绞车匀速向下释放“蛟龙号”至刚浸没的过程中，钢缆BE起吊拉力的功率随时间变化的图象如图丙所示，图中P1＝2P2。求t1时刻伸缩杆CD所受的拉力(不考虑水的阻力)。

参考解答

438***447

2023-11-15 22:36:18



（1）“蛟龙号”所受重力是2.5×105N （2）“蛟龙号”达到最大下潜深度时，所受海水的压强是7.062×107 Pa （3）t1时刻伸缩杆CD所受的拉力为3×104N．

试题分析：：（1）由G=mg得 G潜=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N （2）由p=ρ水gh p=1.0×103kg/m3×10N/kg×7062m=7.062×107 Pa （3）由图象可知，t2时刻，深潜器完全浸没在水中，此时钢缆BE所受拉力： FBE=G潜-F浮=G潜-ρ水gV排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=0.5×104N 因为P1=2P2，且绞车匀速向下释放深潜器 所以t1时刻钢缆BE 所受拉力：FBE′='2' FBE=1×104 N 根据杠杆平衡条件可知，t1时刻伸缩杆CD所受的拉力： 答：（1）“蛟龙号”所受重力是2.5×105N （2）“蛟龙号”达到最大下潜深度时，所受海水的压强是7.062×107 Pa （3）t1时刻伸缩杆CD所受的拉力为3×104N． 点评：本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件的掌握和运用，本题难点在第三问，确定两个力的力臂大小、利用好杠杆平衡条件是关键．

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