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半潜船是一种专门从事运输大型设备如海上钻井平台、大型舰船、潜艇等超大型设施的特种...

半潜船是一种专门从事运输大型设备如海上钻井平台、大型舰船、潜艇等超大型设施的特种工作船舶。装载货物时可以调整船身压载水量,将船甲板潜入1030 m深的水下,只露出船楼建筑。然后将所需载运的物体浮移至半潜船露天甲板上,定位后排放压载水,直至半潜船上浮至预定的水线。中国的海洋石油2785万吨级半潜船,运载货物时可以像普通船只以非浮载方式如图乙,为了运载更重的货物也可以以浮载方式如图丙,其主要参数如下:(海水密度取1.0×103 kg/m31节=1.8 km/hg10 N/kg)

(1)半潜船在下潜过程中,船底所受压强将________(选填“变大”“变下”或“不变”)

(2)该半潜船以最大航速匀速航行时,所受的阻力有多大?半潜船处在最大下潜状态时,船底面积为10 cm2船板所受海水的压力为多少?

(3)半潜船以最大浮载装货时,保持最大非浮载装货时相同的压载水量,则船和货物所排开海水的体积増大多少?

总长/m

216

船宽/m

43

设计吃水/m

9.68

最大下潜吃水/m

26

最大载货(非浮载)/万吨

2

最大载货(浮载)/万吨

3

发动机功率/kW

1.4×104

航速/

14

 

 

(1)变大(2)2×106 N,260 N(3)1×104 m3 【解析】 (1)变大 【解析】 (2)半潜船最大航行速度为 v=14×1.8 km/h=25.2 km/h=7 m/s 由P=Fv可得此时所受阻力为 f=F===2×106 N 半潜船处在最大下潜状态时,船底所受海水压强为 p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×26 m=2.6×105 Pa 根据p=得船板所受压力 F′=pS=2.6×105 Pa×10×10-4 m2=260 N(1分) (3)当半潜船以最大浮载方式装货时,所受浮力为 F浮1=G1=m1g=3×107 kg×10 N/kg=3×108 N 当半潜船以最大非浮载方式装货时,所受浮力为 F浮2=G2=m2g=2×107 kg×10 N/kg=2×108 N 船和货物所受浮力增大量 ΔF浮=F浮1-F浮2=3×108 N-2×108 N=1×108 N 船和货物所排开海水的体积增大量 ΔV排===1×104 m3  
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考点分析:
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李华和爸爸周末到郊外去钓鱼,他在亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更灵敏,如图是浮标和铅坠的位置示意图。若球形浮标的体积为1.2×105 m3,铅坠的密度为1.1×104 kg/m3g10 N/kg

(1)当鱼上钩并向下拽鱼钩时,铅坠受到的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)

(2)若铅坠在水面下1.5 m处,它受到水的压强是多少?有经验的钓鱼者会使浮标体积的露出水面,此时浮标受到的浮力是多少?

(3)李华看见爸爸有一种体积为0.6×106 m3的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入水中的体积是多少?(铅坠未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)

 

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工人用如图甲所示的滑轮组运送建材,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,g10 N/kg.求:

(1)图甲中使用了定滑轮,它作用是________________

(2)动滑轮重为多少?若工人在1 min内将建材匀速竖直向上提升了12 m,作用在钢绳上的拉力为300 N,求拉力的功率为多少?

(3)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大?

 

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如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1 m 的正方体物块A,当容器中水的深度为20 cm时,物块A的体积露出水面,此时弹簧恰好处于原长状态(ρ1.0×103 kg/m3g10 N/kg)。求:

(1)往容器中缓慢加水的过程中,容器底部受到的压强____________

(2)物块A受到的浮力;物块A的密度。

(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部的压强。(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示)

 

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如图是一种常见的饮水机结构剖面图,控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A未浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中。已知浮体A的体积为40 cm3,阀门C的横截面积为1 cm2,不计AC自身重及大气压强。(gl0 N/kg)求:

(1)桶内水位降低时,水对阀门C的压强逐渐________(选填“变大”“变小”或“不变”)

(2)浮体A浸没时所受浮力为多大?浮体A浸没时阀门C受到的压强是多少?

(3)桶内水位的最大高度是多少?

 

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厨房里的水池常会因塞子忘记拿出而使水溢出水池,为此小云同学根据所学的浮力知识设计了一个防止溢出的模型进行研究。如图所示,容器的底部装有一薄片塞子,用一块边长为10 cm的立方体塑料泡沫A,其下端用细线连接到塞子上,向容器中加水至细线刚好被拉直停止,此时A的体积没入水中;继续向容器中加水,当A刚好全部没入水中时,塞子被拉开。(不计塞子重力、塞子与出水口的摩擦)(g10 N/kg)求:

(1)随着水位的升高(未浸没塑料泡沫A),塑料泡沫A受到的浮力逐渐________

(2)塑料泡沫A的质量;塑料泡沫A的密度。

(3)塞子被拉开时,塞子受到水的压力。

 

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