题目内容
6．2014年4月14日，为寻找失踪的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜索．其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最大潜水深度1500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度p取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．
（1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中200m处下潜至最大潜水深度时．问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？
（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的功率P随着时间t变化的图线如图乙所示，图中P3=3P1．求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．
分析 （1）根据压强公式p=ρgh求航行器由200m下潜至1500m深度时受到海水的压强差．根据公式F=PS求所受压力差．
（2）处于漂浮状态的物体露出液面的体积等于总体积与浸在液面下的体积之差．
（3）利用功率变形式，结合受力分析，计算所受拉力．
解答 （1）海面下200m处的压强为：p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa；
下潜至最大潜水深度处压强为：p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500m=1.5×107Pa；
增加的压强为：△p=p2-p1=1.5×107Pa-2×106Pa=1.3×107Pa；
由F=pS得探测窗口承受海水的压力增加：△F=△pS=1.3×107Pa×20×10-4m2=2.6×104N；
（2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F浮=G．
又由F浮=ρV排g，G=mg，得ρV排g=mg；
V排=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{750kg}{1000kg/{m}^{3}}$=0.75m3
露出海面体积为：V露=V-V排=1m3-0.75m3=0.25m3．
（3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即v1=v3，由P=Fv，得P1=F1v1，P3=F3v3，又P3=3P1，所以有F3=3F1，F1=$\frac{1}{3}$F3，
在t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图象分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即F3=mg
所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：F1=$\frac{mg}{3}$=$\frac{750kg×10N/kg}{3}$=2500N．
答：（1）窗口承受海水的压力增加了2.6×104N；（2）露出海面体积为0.25立方米；（3）起重装置对“金枪鱼”的拉力是2500N．
点评 本题考查了浮力、压强和功的计算，认真计算即可正确解题，解题时，有时要注意单位换算．
如图为课本里的托里拆利实验示意图．你对图中“真空”一词的理解是没有空气、对“760mm”一词的理解是一个标准大气压跟760mm高水银柱产生的压强相等．用“汞柱”不用“水柱”的原因是水银的密度比较大，大气压支持的水银柱高度就低，适合在室内完成．| A． | 他的像变小，像离人的距离变小 | |
| B． | 他的像变小，像离人的距离变大 | |
| C． | 他的像大小不变，像离人的距离变大 | |
| D． | 他的像大小不变，像离人的距离变小 |
小强在探究“平面镜成像的特点”实验时，取两支蜡烛A和B，点燃玻璃板前的
如图所示，一个带有阀门，体积为2dm3的空心铝球在水中处于漂浮状态，已知露出水面的体积是总体积的$\frac{3}{5}$，求：
边长为0.1m质量均匀的正方体物体M，单独放在水平地面上对地面的压强为5.4×103 Pa．如图所示装置，横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，系在横杆B 端的细绳绕过动滑轮，动滑轮连着物体M．用力F在A点竖直向上提横杆时，横杆在水平位置平衡，此时物体M 对地面的压强为1.8×103Pa，若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆，使横杆仍在水平位置平衡，此时物体M 对地面压强为1.0×103Pa，已知横杆上AB部分的长为0.2m，AB：OA=1：3，g取10N/kg，不计横杆质量、绳质量和摩擦．则（ ）| A． | 物体M的质量为54kg | B． | 物体M的密度为0.54×103kg/m3 | ||
| C． | 动滑轮的质量为1kg | D． | 力F的大小为32N |