打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.在某次海洋打捞中,打

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 力的合成与应用/2022-03-02 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.在某次海洋打捞中,打捞人员先用声呐(一种发射声波的仪器)探测沉船的深度,在沉船正上方的海面上向沉船发射声波,测得声波从发出到接受到反射波的时间是0.1s,海水中的声速为1500m/s,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,请计算:
(1)沉船在海水中的深度是多少.
(2)假设不计海面大气压的作用,高压气体的压强至少为多少帕,才能将浮筒中的水排出.
(3)若沉船的质量约1.4×107kg,打捞起这个沉船,用了体积为200m3浮筒60个,求沉船自身受到的浮力(若浮筒的重力和水的阻力忽略不计).

◎ 答案

(1)∵声波从海面传到沉船的时间为听到回声的时间的一半,
∴t=
1
2
×0.1s=0.05s,
∵v=
s
t

∴沉船在海水中的深度:
s=vt=1500m/s×0.05s=75m;
(2)由题知,高压气体的压强至少等于沉船处水的压强,
即:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×75m=7.5×105Pa;
(3)每个浮筒受到的浮力:
F′=ρgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m3=2×106N,
60个浮筒受到的浮力:
F=2×106N×60=1.2×108N,
沉船的重力:
G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N,
∵浮筒的重力和水的阻力忽略不计,G=F+F
∴沉船自身受到的浮力:
F=G-F=1.4×108N-1.2×108N=2×107N.
答:(1)沉船在海水中的深度是75m;
(2)高压气体的压强至少为7.5×105Pa,才能将浮筒中的水排出;
(3)沉船自身受到的浮力为2×107N.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“打捞沉船常用的方法之一是浮筒法.这种方法就是把几个装满水的浮筒沉入水底,绑在沉船两侧,再用高压气体将浮筒中的水排出,在浮力作用下,沉船浮出水面.在某次海洋打捞中,打…”主要考查了你对  【回声及回声测距离的应用】,【液体压强的计算】,【浮力及阿基米德原理】,【力的合成与应用】,【重力的计算】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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