题目内容

【题目】在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3 , g取10N/kg.
(1)求机器人在水下70m处受到海水产生压强的大小;
(2)若海底的船上有一体积为0.02m3的物体,求物体所受浮力的大小;
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率.

【答案】
(1)解:机器人在水下70m处受到海水产生的压强:

p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10N/kg×70m=7.21×105Pa;


(2)解:物体受到的浮力:

F海水gV海水gV=1.03×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=206N;


(3)解:由图象可知,海水阻力与机器人运动的速度成正比,则有 =

解得f=175N;即当机器人运动速度为0.5m/s时,阻力为f=175N;

因为机器人匀速前进,

所以机器人水平推进力:F=f=175N;

机器人水平推进力的功率:P= = =Fv=175N×0.5m/s=87.5W.


【解析】(1)已知机器人所处的深度,根据p=ρgh求出受到海水产生的压强;(2)先根据阿基米德原理求出物体受到的浮力;(3)由f﹣v图象可求当机器人以0.5m/s的水平速度匀速运动时受到的阻力,又因为F=f,所以根据功率公式可求机器人水平推进力的功率.
【考点精析】掌握液体的压强的计算和浮力大小的计算是解答本题的根本,需要知道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;浮力的公式为:F= Ggv

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