據(jù)報道,我國首臺自主設計、自主集成的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器將于今年進行7000米級海試(即最大下潛深度為7000m),已知潛水器的體積為50m3,質(zhì)量為22t.(g取10N/kg,海水的密度取1.0×103kg/m3
(1)若潛水器以0.7m?s-1的平均速度下潛,則其下潛至7000m的海底需要多長時間?
(2)潛水器完全潛入水中所受浮力為多大?
(3)潛水器在海面上行駛時排開海水的體積多大?
【答案】分析:(1)已知速度與路程,由速度v=的變形公式t=求出潛水器下潛所需時間;
(2)已知潛水器的體積與海水的密度,由浮力公式可以求出潛水器所受的浮力;
(3)潛水器在海面上行駛時,受到重力與浮力作用,由平衡條件求出潛水器受到的浮力,然后根據(jù)浮力公式的變形公式求出潛水器排開水的體積.
解答:解:(1)由速度公式v=的變形公式可知,
潛水器下潛的時間t===1×104s,
(2)潛水器全部潛入水中,受到的浮力
F海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N,
(3)潛水器浮在海面上時,受到的浮力
F′=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N,
由浮力公式F海水gV的變形公式可得:
排開水的體積V===22m3,
答:(1)下潛至7000m的海底需要1×104s.
(2)潛水器完全潛入水中所受浮力為5×105N.
(3)潛水器在海面上行駛時排開海水的體積是22m3
點評:本題考查了求潛水器的下潛時間、受到的浮力、排開水的體積,熟練應用速度公式的變形公式、浮力公式及其變形公式即可正確解題.
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