“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量m1=10000t，要吊装的重物质量m2=1000t。（取g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？（2）起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是7.5×108J，则起重机的机械效率是多少？（3）为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所示。小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2 ，示意图如图丙所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和体积均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时，剩余的水的深度是多少？

1. “国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量m₁=10000t，要吊装的重物质量m₂=1000t。（取g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）

（1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？

（2）起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是7.5×10⁸J，则起重机的机械效率是多少？

（3）为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所示。小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m² ，示意图如图丙所示，其中A是固定的力传感器，能够显示B对它的压力或拉力的大小；B是质量和体积均可忽略的细直杆，B的上端固定在A上，下端固定在物体C上；物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m³的水，抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时，剩余的水的深度是多少？

【考点】

阿基米德原理; 物体的浮沉条件及其应用;

【答案】

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解答题容易

1. 如图所示，一物体从a处下落掉入水中，入水后（b处为物体恰好完全进入水中的位置）继续往下运动，在c处时物体的速度减为零。已知物体的重力为6N，体积为1×10^﹣³m³ ， ρ_水=1×10³kg/m³。

（1）物体在b处时所受浮力的大小为N；

（2）物体从b处到c处，做（填“加速”、“减速”或“先加速后减速”）运动；

（3）物体最终会处于状态。

解答题普通

2. 如图甲是一款无人水下航行器，总质量为10千克。它的底部有一个活塞式浮力系统调节装置(如图乙)，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现在水中的上下运动或停留。某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。

(1) 航行器在测试过程中停留在水中的某个位置时排开水的体积是多少？

(2) 当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第9秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由。

解答题普通

3. 港珠澳大桥的海底隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示，建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，每节密封沉管重 6x10⁸ 牛，然后让其漂浮在海面上，再用船将其拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。（海水的密度取 1.0×10³kg/m³）

(1) 当一节空心密封沉管漂浮在海面上时，浸入海水中的体积是多少？（写出计算过程）

(2) 在对密封沉管灌水使其下沉过程中，所受沉管浮力如何变化？。

解答题普通