中考物理中的“蛟龙号”问题.doc

中考物理中的“蛟龙号”问题2013年中考物理中的“蛟龙号”问题“蛟龙号”载人潜水器是我国首台自主设计、自主集成的深海载人潜水器。“蛟龙”号首次下潜5000m级海底顺利完成试验任务后,又顺利完成马里亚纳海沟挑战7000m深海的探测任务。这就意味着“蛟龙”号可以到达深海海底,通过摄像、照相对海底资源进行勘查、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测等,完成多种复杂任务。标志着我国深海探测技术日趋成熟。2012年的中考物理试题中,有很多以“蛟龙号”为命题载体的试题。请看下述有关“蛟龙号”的试题。例题1(2012南京)如图1所示为国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器,总质量约为22t,2012年6月,“蛟龙号”挑战7000m深度,下潜过程中它受到海水的压强将(选填“变大”、“变小”或“不变”),当它悬浮在深海某处时,受到的浮力约为 N.(g取10N/kg) 解析:“蛟龙号”潜水器在下潜的过程中,所处深度变大,由液体压强公式P=ρgh可知,当h变大时,P变大,所以下潜过程中它受到海水的压强将变大。物体悬浮在液体中时,“蛟龙号”悬浮在深海某处时,受到的浮力=G=mg=22×103kg×10N/kg=×105N。例题2(2012烟台)在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时,我们也一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。2011年7月,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号(如图2所示,其主要技术参数如下表),在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后,顺利完成5000m级海试任务。2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7000m级发起冲击,“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。  ⑴运用你学过的知识说明,潜水器“下五洋”最大的困难是什么?⑵根据表中提供的信息,计算说明设计制造时,“蛟龙”号至少承受的压强是多大?⑶“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备4块相同的压载铁,当其到达设定深度时,可抛卸其中2块压载铁,使其处于悬浮状态,从而实现各种实验作业。粗略计算小铁块的体积为多大时,才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态?(×103kg/m3,g取10N/kg,×103kg/m3,计算结果保留1位小数)解析:(1)因为潜水器要到深海处,而深海处的海水压强非常巨大,所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力。潜水器“下五洋”最大的困难是克服深海水产生的巨大压强。(2)根据表中提供的信息可知,潜水器至少要承受7000m海水深处所产生的压强。由液体压强公式得“蛟龙”号至少承受的压强P=hg=×103kg/m3×7000m×10N/kg=7×107Pa。(3)根据表中提供的数据可知,潜水器的体积V=××=,潜水器(不包括压载铁)的总重==(22×103kg+220kg+3×80kg)×10N/kg=×105 N。设一块压铁的体积为,则一块压铁的质量=。两块压载铁的总重=2g=2g。潜水器在海水中所受的浮力=g=×103kg/m3××10N/kg=×105 N。两块压载铁所受的浮力=2g。当“蛟龙”号潜水器最大负载悬浮静止在海水中时,因潜水器在海水中处于静止状态,潜水器受到平衡力的作用,所以+=+。×105N+2g=×105 N+2g 。把=×103kg/m3 、=×03kg/m3代入上式得=。例题3(2012黄冈)2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图3所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测,2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化,×103kg/m3,g取10N/kg)。 (1)若“蛟龙号”×107Pa,则它能下潜的最大深度是多少?(不考虑大气压) (2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口,在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少?(3)“蚊龙号”完成任务后,漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图4所示,图中P2=2P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨,求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。 解析:(1)由液体压强公式P=ρgh得“蛟龙号”能下潜的最大深度===×103m。(2)由液体压强公式得:5000m处海水的压强P1=ρh1g=×103kg/m3×5000m×10N/kg=5×107Pa,7000m处海水的压强P1=ρh1g=×103kg/m3×7000m×10N/kg=7×107Pa由P=得,5000m、7000m处两