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我国某颗返回卫星约是一边长为2m的封闭式正方体,其总质量为1.0×104㎏.回收...

我国某颗返回卫星约是一边长为2m的封闭式正方体,其总质量为1.0×104㎏.回收时,落回预定水域的10m深处,假设用如图所示的打捞船上的装置匀速吊起,从卫星的上表面露出水面到下表面刚好离开水面的过程中,卫星受到的浮力是变化的,我们可以用一个恒力来代替,这个恒力的大小等于卫星受到的最大浮力的1/2,不计
绳重和绳在水中受到的浮力,以及绳与滑轮间的摩擦.(g取10N/㎏,ρ=1.0×103㎏/m3
(1)定滑轮的作用是什么?
(2)起吊之前,卫星下表面受到水的压力是多大?
(3)将卫星匀速吊起后在上表面未露出水面之前,作用在钢绳上A点的水平拉力是多大?
(4)将卫星从水底打捞至下表面刚好离开水面的过程中,作用在A点的水平拉力做了多少功?

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(1)由定滑轮的特点分析; (2)由p=ρgh先计算出水产生的压强,再由F=pS计算卫星下表面受到水的压力; (3)作用在钢绳上A点的水平拉力F′=G-F浮,计算出物重和浮力后可算出; (4)水平拉力做的功分成两部分,卫星完全在水下做的功W1,和出水时做的W2,分别计算. 【解析】 (1)使用定滑轮可以改变用力的方向. (2)水产生的压强p=ρ水gh=1000kg/m3×10N/㎏×10m=105Pa, 卫星下表面受到水的压力F=pS=105Pa×2m×2m=4×105N. (3)卫星的重力G=mg=1.0×104㎏×10N/㎏=105N, 浮力F浮=ρ水gV=1000kg/m3×10N/㎏×8m3=8×104N, 作用在钢绳上A点的水平拉力F′=G-F浮=105N-8×104N=2×104N. (4)卫星完全在水下做的功W1=F′(h-a)=2×104N×(10m-2m)=1.6×105J, 出水时做的W2=F1a=(G-F浮)a=6×104N×2m=1.2×105J, 故对卫星做的功W=W1+W2=1.6×105J+1.2×105J=2.8×105J, 答:定滑轮的作用是改变了用力的方向;卫星下表面受到水的压力为4×105N; 作用在钢绳上A点的水平拉力为2×104N;对卫星做的功2.8×105J.
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                                        汽车防冻液
汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高.为了确保安全,可用水循环进行冷却.实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固,长时间开车也不容易沸腾.
有关资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).
防冻液含量(%)30405060708090
混合液的凝固点(℃)-17-28-37-49-48-46-28
混合液的沸点(℃)103104107111117124141
在给汽车水箱中加防冻液时,宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10~15℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高.
(1)汽车发动机用水来冷却,这是因为水的______较大.
(2)在混合液中,如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是______
A.逐渐升高                   B.逐渐降低
C.先升高后降低               D.先降低后升高
(3)若某地常年最低气温为-15℃,对该地区汽车来说,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选______
A.30%        B.40%        C.60%       D.90%
(4)请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象;由图象可以推知,防冻液的含量达到75%时,混合液的沸点大约是______℃.
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(5)长时间使用后,汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比,混合液的沸点______(选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是______

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滑雪
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然而,这层气垫只能维持一段很短的时间.如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去.
(1)滑雪者从雪山顶峰向下运动过程中,重力势能减小,动能增大,机械能   
(2)滑雪板可以轻易再雪地上滑行,是由于:   
(3)若滑雪板的长1.5m、宽12cm,滑雪者的速度最小为    m/s,他才能不会再雪地上下沉.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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