Question

5．如圖甲所示是我國(guó)自主研制的沿海探測(cè)器--“蛟龍?zhí)枴保�它在完成探測(cè)任務(wù)時(shí)靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉．完成任務(wù)后，起重裝置將其勻速豎直吊離水面，起重裝置起吊拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，不考慮水的阻力，圖中P₂=1.5P₁，“蛟龍?zhí)枴钡馁|(zhì)量為21t，則t₁時(shí)刻“蛟龍?zhí)枴钡呐潘�體積為7m³．

Answer 1

分析 （1）“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器和潛水艇一樣，是通過(guò)改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下潛的；
（2）設(shè)在t₁、t₂時(shí)刻起重裝置對(duì)探測(cè)器的拉力分別為F₁、F₂，探測(cè)器的速度為v，在t₁、t₂時(shí)刻，對(duì)探測(cè)器進(jìn)行受力分析，得出F₁和F₂的大小，而P₂=1.5P₁，據(jù)此求出t₁時(shí)刻受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理求t₁時(shí)刻“蛟龍?zhí)枴钡呐潘�體積．

解答 解：
（1）“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器和潛水艇一樣，是通過(guò)改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下潛的；
（2）設(shè)在t₁、t₂時(shí)刻起重裝置對(duì)探測(cè)器的拉力分別為F₁、F₂，探測(cè)器的速度為v，
t₁時(shí)刻，探測(cè)器浸在水中，此時(shí)起重裝置對(duì)探測(cè)器的拉力加上浮力等于其重力，即F₁+F_浮=mg，可得F₁=mg-F_浮，
t₂時(shí)刻，探測(cè)器離開水面勻速上升，此時(shí)拉力等于其重力，即F₂=mg，
由題知，P₂=1.5P₁，
即：F₂v=1.5F₁v，
所以F₂=1.5F₁，
即mg=1.5（mg-F_浮），
t₁時(shí)刻“蛟龍?zhí)枴彼�受浮力：F_浮=$\frac{1}{3}$mg=$\frac{1}{3}$×21×10³kg×10N/kg=7×10⁴N，
因?yàn)镕_浮=ρ_水V_排g，
所以V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{7×1{0}^{4}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=7m³．
故答案為：自身重力；7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)阿基米德原理和物體的漂浮條件的掌握和運(yùn)用，難點(diǎn)在第二問(wèn)，對(duì)兩個(gè)時(shí)刻的探測(cè)器進(jìn)行受力分析得出兩個(gè)時(shí)刻的拉力大小是本題的關(guān)鍵．