题目内容
【题目】“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)是自主水下航行器,可进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图甲所示),其体积为1m3 , 质量为750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3 , g取10N/kg).
(1)求“金枪鱼”在海水下3000m处时所受到的压强;
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,先是漂浮在海面上,然后由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示,图中 P3=3P1.求:t 1 时刻金枪鱼露出海面的体积(要求:画出 t1、t3时刻金枪鱼的受力分析图)
【答案】
(1)解:航行器所受的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×3000m=3×107 Pa
(2)解:设t1、t3时刻起重机给金枪鱼的拉力分别为F1、F3 ,金枪鱼受力如图所示:
由图知,F1 +F浮 =G…① F3 =G=mg=750kg×10N/kg=7500N…②
根据公式P=W/t=Fv得,P1 =F1 v…③ P3 =F3 v…④ P3 =3P1 …⑤
由以上方程解得:F浮 =5000N
由F浮 =ρgV排 得,V排 =F浮/ρg=5000N/1.0×103kg/m3×10N/kg=0.5m3;
V露 =V-V排 =1m3 -0.5m3 =0.5m3
【解析】(1)航行器所受的压强可由液体压强公式p=ρgh代入题目所给的数据进行计算求得;
(2)本题考查了学生随受力分析、功率、浮力公式的理解和掌握,求出浮力进而求出t 1 时刻金枪鱼露出海面的体积.
【考点精析】本题主要考查了液体的压强的特点和液体的压强的计算的相关知识点,需要掌握液体压强的特点: 在同一深度,各个方向的压强相等;深度增大,液体的压强增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越大;液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离才能正确解答此题.
【题目】甲乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”,老师提供的实验器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”),小灯泡一只(额定电压3.8V),导线若干.
(1)甲小组探究“电流与电压的关系”
①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整.
②他们将5Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是(写出一条即可).
③排除故障后进行实验得到的数据如表,由此可得到的实验结论是 .
电压U/V | 1.0 | 1.5 | 3.0 |
电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.6 |
(2)乙小组探究“电流与电阻的关系”
①将5Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.5V,并记下相应的电流值;然后,用10Ω的电阻替代5Ω的电阻,调节滑动变阻器后再记下相应的电流值,此时调节滑动变阻器的目的是
②为了完成用四个定值电阻进行实验,应选择滑动变阻器的规格是
③他们用小灯泡替换定值电阻,电压表改接大量程,电流表量程不变,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,电流表示数如丙图所示,则此时小灯泡的电阻是 .