题目内容

20.中国天津大学自主研发的水下无人滑翔机“海燕”采用了浮力驱动与螺旋桨推进技术,可持续不间断工作30天左右.它形似鱼雷,长1.8m,直径0.3m,质量为70kg,当它在海面下200m处水中匀速巡航时,它所受浮力约为700N,此时所受水的压强为2.06×106Pa,其在海面下下潜过程中浮力不变(选填“变大”、“不变”或“变小”).(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)

分析 (1)利用G=mg求出无人滑翔机“海燕”的重力,然后根据物体浮沉条件得出浮力大小;
(2)已知海水密度和深度,利用p=ρgh求解其表面所受水的压强.
(3)据阿基米德原理分析潜艇下潜的过程即可判断其浮力的变化.

解答 解:由题知,无人滑翔机“海燕”在海面下200m处水中匀速巡航时,处于悬浮状态,
所以它所受浮力:F=G=mg=70kg×10N/kg=700N;
其表面所受水的压强:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×200m=2.06×106Pa.
据阿基米德原理F=G=ρgV可知,当其在海面下下潜过程中,液体的密度不变,排开液体的体积不变,故其在水中所受浮力不变.
故答案为:700;2.06×106;不变.

点评 此题考查浮力和液体压强的计算,难度不大,是一道较为简单的计算题,关键是根据题意判断无人滑翔机“海燕”在海面下200m处水中匀速巡航时的状态.

练习册系列答案
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5.物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,物理学习研究小组(一)提出了如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体的质量有关;
猜想三:物体下落的时间与物体下落的高度有关.
为验证猜想的正确性,小组同学用6个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
1铁  球50101.43
2铝  球50101.43
3铜  球50101.43
4铝  球50151.75
5铜  球80202.02
6铁  球80101.43
(1)为了验证猜想一,应该比较实验序号为2、3的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的材料无关(选填“有关”或“无关”);
(2)为了验证猜想三,应比较实验序号为2、4的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体下落的高度有关(选填“有关”或“无关”);
(3)物理学习研究小组(二)也对这个问题进行了研究,他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一高度由静止开始下落,他们发现两者下落时间不相等,原因是:空气阻力对纸团的影响较大,不能忽略;
(4)图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t关系图象;则图乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图象中,正确的图象是C.

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