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2007年12月22日,在海底23m深处沉睡800多年的“南海一号”古沉船,被打...

2007年12月22日,在海底23m深处沉睡800多年的“南海一号”古沉船,被打捞船用起重机成功吊起.“南海一号”起吊前,先用一个长方体形状的箱子将古船密封在内,称之为沉箱.该沉箱长36m、宽15m、高5m,它的总质量为3500t,沉箱被吊离水面后,由水平地面上16个气囊垫着,此后沉箱切割后“南海一号”将运到“水晶宫”保存(海水的密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg).
(1)沉箱底部在海水中受到的压强多大?
(2)沉箱从海水中逐渐吊起(未露出水面)时起重机对它的拉力多大?
(3)为了避免沉船吊起时所受压强迅速变化导致船体损坏,打捞部门会同文物专家共同决定,沉箱吊起用20h时间完成,如果只考虑沉箱吊起至上表面到达水面这一阶段,求起重机的功率.
(1)已知水的密度ρ,沉箱在水中的深度h,由液体压强公式P=ρgh可求出压强. (2)对沉箱受力分析,沉箱处于平衡状态,由平衡条件可求出拉力. (3)先由功的公式W=Fs,求出拉力的功,再由功率公式P=求功率. 【解析】 (1)已知海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水深h=23m,则沉箱底部在海水中受到的压强 P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×23m=2.3×105Pa. (2)沉箱在被逐渐吊起时,受竖直向下的重力G,竖直向上是拉力F拉,竖直向上的浮力F浮,而处于平衡状态. G=mg=3500000kg×10N/kg=3.5×107N,F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×36m×15m×5m=2.7×107N. 由平衡条件,得:G=F浮+F拉,则F拉=G-F浮=3.5×107N-2.7×107N=8×106N. (3)沉箱吊起至上表面到达水面这一阶段,沉箱的路程s=23m-5m=18m,则拉力的功W=F拉s=8×106N×18m=1.44×108J 吊起的时间t=20h=20×60×60s=7.2×104s,P===2000W. 答:(1)沉箱底部在海水中受到的压强2.3×105Pa.(2)沉箱从海水中逐渐吊起(未露出水面)时起重机对它的拉力是8×106N.(3)起重机的功率是2000W.
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考点分析:
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小星猜想:可能与瓶中气体的压强有关;
小华猜想:可能与瓶中水的体积有关;
小军猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为影响因素还有______(写出一点).
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瓶塞塞入深度更深
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这可验证水火箭上升高度与______有关的猜想是否正确的.
(4)为了验证小华的猜想,请你为她设计一个可行的实验步骤:______

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物理量
实验次数
电阻R
(Ω)
电流I
(A)
150.48
2100.24
3200.12
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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