Question

9．“東方號(hào)”船在海面行駛，其中船的總質(zhì)量為5100t，由于突遇龍卷風(fēng)翻沉入大海，眾多搜救船趕到進(jìn)行打撈營救．（ρ_海水=1.02×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）畫出“東方號(hào)”船（用一黑點(diǎn)“●”A表示）在海面上漂浮時(shí)受力示意圖．
（2）“東方號(hào)”船的重力是多少？
（3）行駛時(shí)，“東方號(hào)”船排開海水的體積是多少？
（4）出事后，搜救船用聲吶搜尋到水下2000m處的“東方號(hào)”，則“東方號(hào)”受到海水的壓強(qiáng)是多少？
（5）由于“東方號(hào)”船體內(nèi)積聚了太多淤泥，搜救船無法直接把船體拉出水面，請(qǐng)你想一個(gè)實(shí)際操作的辦法讓沉底的船可以上浮，并說明對(duì)應(yīng)的原理．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)漂浮條件分析出船受到重力和浮力作用，而且是一對(duì)平衡力；然后找到兩個(gè)力的三要素，再根據(jù)力的示意圖的畫法畫出這兩個(gè)力；
（2）利用G=mg計(jì)算“東方號(hào)”船的重力；
（3）利用漂浮條件得出浮力，然后根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排計(jì)算“東方號(hào)”船排開海水的體積；
（4）已知海水的深度和密度，利用液體壓強(qiáng)公式計(jì)算“東方號(hào)”受到海水的壓強(qiáng)；
（5）讓沉底的船可以上浮，可以從減小船自身的重力和增大浮力的角度分析解答．

解答 解：（1）船漂浮在平靜的海面上，受重力和浮力作用，是一對(duì)平衡力，大小相等，方向相反；重力從重心豎直向下畫，浮力從重心豎直向上畫，標(biāo)出符號(hào)G和F，注意兩個(gè)力的長度相等，如圖：

（2）“東方號(hào)”船的重力：G=mg=5100×10³kg×10N/kg=5.1×10⁷N；
（3）“東方號(hào)”船行駛時(shí)漂浮在海面上，則F_浮=G=5.1×10⁷N；
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可得“東方號(hào)”船排開海水的體積：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{海水}g}$=$\frac{5.1×1{0}^{7}N}{1.02×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5000m³；
（4）“東方號(hào)”受到海水的壓強(qiáng)：p=ρ_海水gh=1.02×10³kg/m³×10N/kg×2000m=2.04×10⁷Pa；
（5）讓沉底的船可以上浮比較實(shí)際的辦法有：一、增加浮筒，增大排水體積，增大浮力，當(dāng)浮力大于重力時(shí)，船上��；二、清除船體淤泥，減小船體的重力，浮力不變，當(dāng)重力小于浮力時(shí)，船上�。�
故答案為：（1）見解答圖．
（2）“東方號(hào)”船的重力是5.1×10⁷N；
（3）行駛時(shí)，“東方號(hào)”船排開海水的體積是5000m³；
（4）出事后，搜救船用聲吶搜尋到水下2000m處的“東方號(hào)”，則“東方號(hào)”受到海水的壓強(qiáng)是2.04×10⁷Pa；
（5）沉底的船可以上浮比較實(shí)際的辦法有：一、增加浮筒，增大排水體積，增大浮力，當(dāng)浮力大于重力時(shí)，船上�。欢�、清除船體淤泥，減小船體的重力，浮力不變，當(dāng)重力小于浮力時(shí)，船上浮．

點(diǎn)評(píng) 此題考查力的示意圖的畫法、重力、浮力、液體壓強(qiáng)的計(jì)算，同時(shí)考查阿基米德原理、物體浮沉條件的應(yīng)用等，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是公式的靈活運(yùn)用．