如圖*所示,我國“向陽紅09”母船正在進行投放“蛟龍號”載人深潛器試驗,調控兩根伸縮杆,使“∩”形架繞固定在*...
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問題詳情:
如圖*所示,我國“向陽紅09”母船正在進行投放“蛟龍號”載人深潛器試驗,調控兩根伸縮杆,使“∩”形架繞固定在*板上的轉軸轉動至圖*所示位置時停止,然後由固定在“∩”形架頂部的絞車通過鋼纜釋放深潛器。
處在圖*所示位置的“∩”形架可以簡化為圖乙中以O為支點的槓桿,OB表示“∩”形架,CD表示兩根伸縮杆,O到CD的距離為2m,OD、OE的長度分別為3m、6m 。不考慮“∩”形架、兩根伸縮杆和絞車的重力。
(1)請在圖乙中畫出投放深潛器時“∩”形架的動力和阻力示意圖
(2)深潛器的質量為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,兩根伸縮杆的總拉力最多減少多少牛?
【回答】
解析:(1)動力和阻力示意圖如圖所示。
(2)深潛器入水前,鋼纜BE的拉力,
F2=G=mg=25×103kg×10N/kg=2.5×105N。
深潛器浸沒入水中後,所受浮力F浮=ρ水g V排,
鋼纜BE的拉力,
F2’=G- F浮=G-ρ水g V排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=5.0×103N。
由槓桿平衡條件,深潛器入水前,兩根伸縮杆的總拉力為
F1===7.5×105N。
深潛器浸沒入水中後,兩根伸縮杆的總拉力為F1’===1.5×104N。
兩根伸縮杆的總拉力減少△F= F1-F1’=7.5×105N-1.5×104N =7.35×105N。
【名師點評】“向陽紅09”母船由固定在“∩”形架頂部的絞車通過鋼纜釋放深潛器,其結構複雜,題目通過簡化圖乙使學生容易找到支點、動力臂和阻力臂。此題以絞車釋放深潛器切入意在考查物體平衡、浮力、槓桿平衡條件等知識點。
知識點:八年級下
題型:計算題
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