Question

（10分）“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：

（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？
（5）你認(rèn)為“蛟龍?zhí)枴泵媾R的主要技術(shù)難題是什么（答出一條即可）？

Answer 1

（1）受到的海水的壓強(qiáng)是2.78×10⁷Pa；（2）收到正上方母船的指令需要1.8s；
（3）蛟龍?zhí)柺艿降母×κ?×10³N；（4）滑輪裝置的機(jī)械效率是80%；
（5）“蛟龍?zhí)枴泵媾R的主要技術(shù)難題是壓強(qiáng)．

試題分析：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?700m深度時(shí)，蛟龍?zhí)枤んw受到海水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.03×10³kg/m³×10N/kg×2700m≈2.78×10⁷Pa；
（2）母船與“蛟龍?zhí)枴毙畔�傳遞要借助于聲吶，聲吶發(fā)出的超聲波在海水中的傳播速度是1500m/s，“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，“蛟龍”號(hào)受到的浮力等于它排開海水的重力：F_浮=G=5×10³N；
（4）方法一：起重機(jī)把“蛟龍?zhí)枴钡醯侥复�的甲板上，克服“蛟龍�(zhí)枴钡闹亓ψ鞯墓κ怯杏霉�，知道“蛟龍�(zhí)枴钡闹亓�，及“蛟龍�(zhí)枴鄙仙�的高度用公式W_有用=Gh可計(jì)算出有用功；繩子自由端的拉力為68750N，移動(dòng)的距離是40m，可用公式W_總=Fs求出總功。最后用公式計(jì)算。
方法二：分析圖乙，滑輪組承擔(dān)物體重力的繩子股數(shù)：n=4，∴拉力移動(dòng)的距離s=4h
滑輪裝置的機(jī)械效率：
（5）隨著下潛深度的增大，壓強(qiáng)會(huì)越來(lái)越大，所以下潛至深海需要克服的技術(shù)難題是：壓強(qiáng)．