20.如圖甲所示,我國“向陽紅09”母船正在進(jìn)行投放“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器實驗,調(diào)控兩根伸縮桿,使“∩”形架繞固定在甲板上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動至圖甲所示位置時停止,然后由固定在“∩”形架頂部的絞車通過鋼纜釋放深潛器.
處在圖甲所示位置的“∩”形架可以簡化為圖乙中以O(shè)為支點的杠桿,OB表示“∩”形架,CD表示兩根伸縮桿,O到CD的距離為2m,OD、OE的長度分別為3m、6m.不考慮“∩”形架、兩根伸縮桿和絞車的重力.已知深潛器的質(zhì)量為25t,總體積為24.2m3
求:(1)請在乙圖中畫出投放深潛器時“∩”形架的動力和阻力的力臂;
(2)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鞯撞慷荚谒?000m處受到海水的壓強(qiáng);
(3)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈髟诤K惺艿降淖畲蟾×Γ?br />(4)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鲝娜吭谒系饺拷䴖]在海水中時每根伸縮桿的拉力最多減少多少牛?

分析 (1)根據(jù)力的示意圖的畫法畫出杠桿受到的動力和阻力,然后根據(jù)力臂的畫法畫出動力臂和阻力臂;
(2)根據(jù)液體壓強(qiáng)計算公式p=ρgh計算出7000m深處產(chǎn)生的壓強(qiáng);
(3)當(dāng)深潛器在海水中完全浸沒時所受浮力最大,此時排開水的體積等于其自身體積,根據(jù)FgV計算即可;
(4)根據(jù)杠桿的平衡條件分別求出深潛器入水前后兩根伸縮桿的總拉力,然后相減除以2即可.

解答 解:(1)杠桿OB受到的動力是伸縮桿對杠桿的力,方向沿伸縮桿方向向下,阻力是深潛器的重力,方向豎直向下,故“∩”形架的動力和阻力示意圖,過支點O分別作動力和阻力作用線的垂線段,即為動力臂和阻力臂,如圖所示:

(2)深潛器潛至7000m深處時,海水產(chǎn)生的壓強(qiáng):
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa;
(3)當(dāng)深潛器在海水中完全浸沒時所受浮力最大,此時排開水的體積等于其自身體積,即V=V=24.2m3
最大浮力為:
F海水gV=1×103kg/m3×10N/kg×24.2m3=2.42×105N;
(4)深潛器對杠桿的拉力等于其重力,即F2=G=mg=25×103kg×10N/kg=2.5×105N,
當(dāng)全部在水上:F1L1=F2L2,
F1=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{2.5×1{0}^{5}N×6m}{2m}$=7.5×105N,
當(dāng)全部在水下:${F}_{1}^{′}{L}_{1}$=${F}_{2}^{′}{L}_{2}$,
${F}_{2}^{′}$=G-F=2.5×105N-2.42×105N=8×103N,
${F}_{1}^{′}$=$\frac{{F}_{2}^{′}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{8×1{0}^{3}N×6m}{2m}$=2.4×104N,
△F=F1-${F}_{1}^{′}$=7.5×105N-2.4×104N=7.26×105N,
則每根減少:F=$\frac{△F}{2}$=$\frac{7.26×1{0}^{5}N}{2}$=3.63×105N.
答:(1)動力和阻力的力臂見解答圖;
(2)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鞯撞慷荚谒?000m處受到海水的壓強(qiáng)為7×107Pa;
(3)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈髟诤K惺艿降淖畲蟾×?.42×105N;
(4)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鲝娜吭谒系饺拷䴖]在海水中時每根伸縮桿的拉力最多減少3.63×105N.

點評 此題考查力的示意圖、力臂的畫法、液體壓強(qiáng)的計算、浮力的計算、杠桿平衡條件的應(yīng)用、力的合成與應(yīng)用,是一道綜合性很強(qiáng)的題目,難點在(3),其關(guān)鍵是利用好杠桿平衡條件和力的合成,屬于難題!

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D.士兵響亮的口號,說明聲音的音調(diào)高

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安全氣囊和安全帶可同時防止緊急剎車而對人體的傷害

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(2)連接好電路,閉合開關(guān)后,移動滑片到某位置,電壓表和電流表的示數(shù)如圖b所示,則此時小燈泡電功率為0.51W.
(3)要繼續(xù)測量小燈泡的額定功率,正確的操作是:閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片向右移動,使電壓表示數(shù)為2.5V,讀出此時電流表的示數(shù),利用公式求出電功率.

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