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物理必考在打捞海底沉船时.常用水下机器人潜入水下打捞船上物品.已知ρ

2024-01-16 13:11:16信息公告979

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/m34tx物理好资源网(原物理ok网)

(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?4tx物理好资源网(原物理ok网)

(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3、密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小.4tx物理好资源网(原物理ok网)

(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.

试题答案

解:(1)机器人受到海水的压强:4tx物理好资源网(原物理ok网)

p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×70m=7.21×105Pa;4tx物理好资源网(原物理ok网)

(2)∵物体在水下静止,V=V4tx物理好资源网(原物理ok网)

∴物体受平衡力的作用,4tx物理好资源网(原物理ok网)

∴G=F+F4tx物理好资源网(原物理ok网)

F=G-FgV海水gV4tx物理好资源网(原物理ok网)

=2.7×103kg/m3×10N/kg×0.02m3-1.03×103kg/m3×10N/kg×0.02m34tx物理好资源网(原物理ok网)

=334N;4tx物理好资源网(原物理ok网)

(3)由图象可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为0.5m/s时,f=175N4tx物理好资源网(原物理ok网)

∵机器人匀速前进,4tx物理好资源网(原物理ok网)

∴机器人水平推进力:4tx物理好资源网(原物理ok网)

F=f=175N,4tx物理好资源网(原物理ok网)

P==Fv=175N×0.5m/s=87.5W.4tx物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是7.21×105Pa;4tx物理好资源网(原物理ok网)

(2)该力的大小为334N;4tx物理好资源网(原物理ok网)

(3)机器人水平推进力的功率为87.5W.4tx物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)知道深度和海水的密度,利用液体压强公式求机器人受到海水的压强;4tx物理好资源网(原物理ok网)

(2)知道物体的体积、密度和海水的密度,利用重力公式和阿基米德原理可以求物体重和所受浮力;又因为机器人在水下物体静止不动,物体受重力等于物体受浮力加上机器人对它向上的力,据此求机器人对物体施加的力;4tx物理好资源网(原物理ok网)

(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.4tx物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了密度公式、重力公式、阿基米德原理、二力平衡的应用、功率的计算,涉及到从f-v图象搜集信息并运用,知识点多,属于难题.4tx物理好资源网(原物理ok网)