Question

17．“蛟龍?zhí)枴眲?chuàng)造了“中國深度”--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=1.0×10³kg/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深度時受到的海水的壓強(qiáng)是多少？
（2）電磁波傳播速度快，但是在海水中的傳輸距離很短．因此母船與“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時間？
（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)把重為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

分析 （1）知道蛟龍?zhí)栂聺摰纳疃�，根�?jù)p=ρgh求出受到海水的壓強(qiáng)；
（2）知道蛟龍?zhí)栂聺摰纳疃群秃Ｋ�中的聲速，根�?jù)v=$\frac{s}{t}$求出“蛟龍?zhí)枴笔盏秸�上方母船指令需要的時間；
（3）根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；
（4）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪裝置的機(jī)械效率；
（5）隨著下潛深度的增大，壓強(qiáng)會越來越大，溫度會越來越低．

解答 解：（1）“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?700m深度時受到的海水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2700m=2.7×10⁷Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，“蛟龍?zhí)枴笔盏秸�上方母船的指令需要的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{2700m}{1500m/s}$=1.8s；
（3）“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)海底扔掉部分配重后，
由阿基米德原理可知，受到的浮力：
F_浮=G_排=5×10³N；
（4）滑輪裝置的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh′}{Fs′}$×100%=$\frac{2.2×1{0}^{5}N×10m}{68750N×40m}$×100%=80%；
（5）隨著下潛深度的增大，壓強(qiáng)會越來越大，溫度會越來越低，所以下潛至深海需要克服的技術(shù)難題是：低溫和高壓．
答：（1）受到的海水的壓強(qiáng)是2.7×10⁷Pa；
（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)難題是低溫和高壓．

點(diǎn)評 本題以“蛟龍?zhí)枴睘檩d體綜合考查了液體壓強(qiáng)公式、速度公式、機(jī)械效率公式、阿基米德原理公式的理解和應(yīng)用，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)．