1、2013年中考物理中的“蛟龍?zhí)枴眴栴}“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器是我國首臺自主設計、自主集成的深海載人潛水器。“蛟龍”號首次下潛5000m級海底順利完成試驗任務后，又順利完成馬里亞納海溝挑戰(zhàn)7000m深海的探測任務。這就意味著“蛟龍”號可以到達深海海底，通過攝像、照相對海底資源進行勘查、執(zhí)行水下設備定點布放、海底電纜和管道檢測等，完成多種復雜任務。標志著我國深海探測技術(shù)日趨成熟。2012年的中考物理試題中，有很多以“蛟龍?zhí)枴睘槊}載體的試題。請看下述有關(guān)“蛟龍?zhí)枴钡脑囶}。例題1 （2012南京）如圖1所示為國首臺自主設計的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，總質(zhì)量約為22t，2012年6月，“蛟龍?zhí)枴碧魬?zhàn)7000m

2、深度，下潛過程中它受到海水的壓強將（選填“變大”、“變小”或“不變”），當它懸浮在深海某處時，受到的浮力約為N（g取10N/kg） 解析：“蛟龍?zhí)枴睗撍髟谙聺摰倪^程中，所處深度變大，由液體壓強公式P =gh可知，當h變大時，P變大，所以下潛過程中它受到海水的壓強將變大。物體懸浮在液體中時，受到的浮力等于物體的重力當“蛟龍?zhí)枴睉腋≡谏詈Ｄ程帟r，受到的浮力= G= mg =22×103kg×10N/kg = 2.2×105N。例題2（2012煙臺）在實現(xiàn)登月“訪吳剛、會嫦娥”千年夙愿的同時，我們也一直在追尋著下海“闖龍宮、見龍王”的夢想。2011年7月，我

3、國首臺自主設計、自主集成的載人潛水器“蛟龍”號（如圖2所示，其主要技術(shù)參數(shù)如下表），在經(jīng)過布放、下潛、上浮、回收等一系列操作后，順利完成5000m級海試任務。2012年6月3日赴馬里亞納海溝向7000m級發(fā)起沖擊，“上九天攬月、下五洋捉鱉”成為現(xiàn)實。  運用你學過的知識說明，潛水器“下五洋”最大的困難是什么？根據(jù)表中提供的信息，計算說明設計制造時，“蛟龍”號至少承受的壓強是多大？“蛟龍”號采用“深潛器無動力下潛上浮技術(shù)”，其兩側(cè)配備4塊相同的壓載鐵，當其到達設定深度時，可拋卸其中2塊壓載鐵，使其處于懸浮狀態(tài)，從而實現(xiàn)各種實驗作業(yè)。粗略計算小鐵塊的體積為多大時，才能使“蛟龍”

4、號最大負載時實現(xiàn)懸浮靜止狀態(tài)？（海水的密度取1.0×103kg/m3 ，g取10N/kg，鐵的密度是7.9×103kg/m3，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）解析：（1）因為潛水器要到深海處，而深海處的海水壓強非常巨大，所以潛水器的外殼必須能夠承受所處位置處的海水所產(chǎn)生的壓力。潛水器“下五洋”最大的困難是克服深海水產(chǎn)生的巨大壓強。（2）根據(jù)表中提供的信息可知，潛水器至少要承受7000m海水深處所產(chǎn)生的壓強。由液體壓強公式得“蛟龍”號至少承受的壓強Phg 1.0×103kg/m3×7000m×10N/kg7×107Pa 。 (3) 根據(jù)表中提供的

5、數(shù)據(jù)可知，潛水器的體積V8.2m×3.0m×3.4m83.64m3，潛水器（不包括壓載鐵）的總重（×103kg+220kg+3×80kg）×10N/kg2.246×105  N 。設一塊壓鐵的體積為，則一塊壓鐵的質(zhì)量。兩塊壓載鐵的總重2g2g 。潛水器在海水中所受的浮力g1.0×103kg/m3×83.64m3×10N/kg8.364×105  N 。兩塊壓載鐵所受的浮力2g 。當“蛟龍”號潛水器最大負載懸浮靜止在海水中時，因潛水器在海水中處于靜止狀態(tài)，潛水器受到平衡力的作用

6、，所以+ 。即2.246×105 N+2g8.364×105  N+2g  。把7.9×103kg/m3  、1.01×03kg/m3 代入上式得4.4 m3。例題3（2012黃岡）2011年8月我國自主研制的深海探測器“蛟龍?zhí)枴?如圖3所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探測，2012年6月它將再赴馬里亞納海溝挑戰(zhàn)7000m深海探測(不考慮海水密度變化，密度取1.0×103kg/m3，g取10Nkg)。  (1)若“蛟龍?zhí)枴蹦艹惺艿淖畲髩簭娛?.2×107Pa，則它能下潛的最大深度是多少?

7、(不考慮大氣壓) (2)“蛟龍?zhí)枴鄙弦幻娣e為50cm2的觀測窗口，在上述兩種深度的探測中承受的壓力增加了多少? (3)“蚊龍?zhí)枴蓖瓿扇蝿蘸螅≡诤Ｃ嫔希善鹬匮b置將其勻速豎直吊離水面，起重裝置起吊拉力的功率隨時間變化的圖象如圖4所示，圖中P22P1。起吊過程中“蛟龍?zhí)枴笨傎|(zhì)量為22噸，求t1時刻“蛟龍?zhí)枴钡呐潘w積(不考慮水的阻力)。 解析：（1）由液體壓強公式Pgh得“蛟龍?zhí)枴蹦芟聺摰淖畲笊疃?.2×103m。 (2)由液體壓強公式得：5000m處海水的壓強P1h1g1.0×103kg/m3×5000m×10Nkg5×1

8、07Pa ,7000m處海水的壓強P1h1g1.0×103kg/m3×7000m×10Nkg7×107Pa 由P得，5000m、7000m處兩種深度的探測中，觀測窗受到的壓力增加了F(P2P1)S(7×107Pa5×107Pa) ×50 ×10-4m2 1×105 N 。（3）設“蛟龍?zhí)枴笨傎|(zhì)量為m ，則“蛟龍?zhí)枴笨傊谿mg。因起重裝置將“蛟龍?zhí)枴眲蛩儇Q直吊離水面，所以吊起過程中，“蛟龍?zhí)枴笔芷胶饬Φ淖饔谩Ｓ蓤D像可知，t2時刻以后，起重裝置的功率保持不變，說明t2時刻起重裝置已把“蛟龍?zhí)枴?吊離水面。設t

9、2時刻起重裝置對“蛟龍?zhí)枴?的拉力為F2  ，則F2 G 設t1、時刻起重裝置對“蛟龍?zhí)枴?的拉力為F1 ，“蛟龍?zhí)枴钡呐潘w積為V ，此時“蛟龍?zhí)枴笔艿降母×g 。因受平衡力作用，所以設“蛟龍?zhí)枴钡蹼x水面的速度為，由P= 得，t1時刻 P1=F1，t2時刻P2=F2。因P2=2P1 ，所以F2=2 F1 ，即F2=2F1由式解得 即 所以V=11m3例題4 （2012武漢）如圖5甲所示，我國“向陽紅09”母船正在進行投放“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器試驗，調(diào)控兩根伸縮桿，使“”型架繞固定在甲板上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動至圖甲所示位置時停止，然后由固定在“”型架頂部的絞車通過鋼纜釋放深潛器。 &

10、#160;處在圖5甲所示位置的“”形架可以簡化為圖5乙中以O為支點的杠桿，OB表示“”形架，CD表示兩根伸縮桿，O到CD的距離為2m，OD、OE的長度分別為3m、6m。不考慮“”形架、兩根伸縮桿和絞車的重力。（1）請在圖5乙中畫出投放深潛器時“”型架的動力和阻力示意圖（2）深潛器的質(zhì)量為25t，總體積為24.5m3在絞車緩慢向下釋放深潛器至剛浸沒的過程中，兩根伸縮桿的總拉力最多減少多少牛？解析：（1）伸縮桿CD對OB桿的力是動力，作用點是C點，方向沿伸縮桿方向從C點指向D點。鋼纜對桿OB的力是阻力，作用點是B點，方向從B點指向E點， “”型架的動力和阻力示意圖如圖5丙所示。 

11、0;（2）設O到CD的距離為h ，深潛器的質(zhì)量為m ，總體積為V ，則h = 2m ，m =25t ，V= 24.5m3深潛器受到的重力G= mg = 25×1000kg×10N/kg = 2.5×105N 深潛器浸沒在海水中受到的浮力Vg = 1.0 × 103kg/m3 × 24.5m3×10N/kg = 2.45×105N 因絞車緩慢向下釋放深潛器，所以深潛器釋放時受到平衡力的作用。設深潛器入水前，鋼纜BE的拉力為T1 ，則T1 = G = 2.5×105N 設深潛器入水后鋼纜BE的拉力為T2 ，則 ，所以=

12、 2.5×105N2.45×105N = 5×103 N設深潛器入水前兩根伸縮桿的總拉力為F1 ，由杠桿平衡條件得F1·h = T1·OE，所以  =  = 7.5×105N。設深潛器沒入水后兩根伸縮桿的總拉力為F2 ，由杠桿平衡條件得F2·h = T2·OE ，所以  =  = 1.5×104N 。在絞車緩慢向下釋放深潛器至剛浸沒的過程中，當深潛器全部沒入水時，受的浮力最大，兩根伸縮桿的總拉力減少的最多。兩根伸縮桿的總拉力最多減少F = F1F2 = 7.5×105N1.5×104N7.35×105N。 點評：以科技新