Question

【題目】如圖甲所示是我國自主研制的沿海探測器﹣﹣“蛟龍號”．它在完成探測任務時靠改變實現浮沉．完成任務后，起重裝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乙所示，不考慮水的阻力，圖中P2=1.5P1 ， “蛟龍號”的質量為21t，則t1時刻“蛟龍號”的排水體積為m3 ．

Answer 1

【答案】自身重力；7
【解析】解：（1）“蛟龍號”載人潛水器和潛水艇一樣，是通過改變自身重力來實現上浮和下潛的；（2）設在t1、t2時刻起重裝置對探測器的拉力分別為F1、F2 ， 探測器的速度為v，t1時刻，探測器浸在水中，此時起重裝置對探測器的拉力加上浮力等于其重力，即F1+F浮=mg，可得F1=mg﹣F浮 ，
t2時刻，探測器離開水面勻速上升，此時拉力等于其重力，即F2=mg，
由題知，P2=1.5P1 ，
即：F2v=1.5F1v，
所以F2=1.5F1 ，
即mg=1.5（mg﹣F浮），
t1時刻“蛟龍號”所受浮力：F浮= mg= ×21×103kg×10N/kg=7×104N，
因為F浮=ρ水V排g，
所以V排= = =7m3 ．
所以答案是：自身重力；7．
【考點精析】通過靈活運用阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應用，掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時上浮，F浮 = G 時懸浮，F浮 ＜G 時下沉．物體浮沉條件的應用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計（密度計的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）即可以解答此題．