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7.“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m.今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘.已知:海水密度ρ═1.0×103kg/m3,取g=10N/kg.问:
(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少?
(2)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后,排开的水所受的重力是5×103N,它受到的浮力是多少?
(3)任务完成后,起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上,起重机滑轮装置原理如图乙,在滑轮装置作用下,“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板,绳子自由端的拉力为68750N,则滑轮装置的机械效率是多少?

分析 (1)知道蛟龙号下潜的深度,根据p=ρgh求出壳体受到海水的压强;
(2)由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力.
(3)对于已经组装好的滑轮组,根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出滑轮装置的机械效率.

解答 解:(1)蛟龙号壳体受到海水的压强:
P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2700m=2.7×107Pa;
(2)“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力:F浮=G排=5×103N;
(3)由图可知,滑轮组承担物体重力的绳子股数:n=4,
所以滑轮装置的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{2.2×1{0}^{5}N}{4×68750N}$×100%=80%;
答:(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是2.7×107Pa;
(2)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后,排开的水所受的重力是5×103N,它受到的浮力是5×103N;(3)滑轮装置的机械效率是80%.

点评 本题以“蛟龙号”为载体综合考查了液体压强公式、速度公式、机械效率公式、阿基米德原理公式的理解和应用,有利于学生综合能力的培养.

练习册系列答案
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12.在“探究液体内部压强特 点”的实验中,
(1)首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差(选填“好”或“差”).
(2)若将压强计的金属盒放入待测液体中,通过观察U形管的高度差从而来确定液体内部压强的大小,这种方法在物理上叫做      (选填字母);
A.图象法       B.转换法      C.等效替代法     D.控制变量法
(3)若使用调好的压强计,探究水内部压强特点的情景如图A、B、C所示.

a.比较A图、B图和C图,可以得到的结论是:同一液体内部同一深度向各个方向的压强相等;
b.在B图中把金属盒慢慢下移,同时观察U型管两边液面的高度差的变化,从而来探究液体压强与液体深度的关系.
(4)如图D、E所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精(没有标签).小唐采用压强计进行探究:小唐把金属盒分别浸入到这两种液体中,发现图D中U形管两边的液柱高度差较小,小唐则认为图D烧杯中盛的是密度较小的酒精.他的结论是否可靠?不可靠理由是:没有控制深度相同.
(5)如图F,小明在一只开口且盛满水的矿泉水瓶的侧壁开了三个大小相同的孔,你认为喷射速度最大的是C孔处的水.

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