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空难事故发生的次数并不多,但由于飞机这一特殊的交通工具往往最受人们关注,而且一次事故所带来的影响也很大.空难发生后,“黑匣子”的寻找工作是人们关注的焦点.“7.13”空难

时间:2018-03-26
空难事故发生的次数并不多,但由于飞机这一特殊的交通工具往往最受人们关注,而且一次事故所带来的影响也很大.空难发生后,“黑匣子”的寻找工作是人们关注的焦点.“7.13”空难后,专家们用声呐技术在失事海域进行探测,下面是几个关于“黑匣子”的物理问题,请根据所学知识解决.
(1)在寻找“黑匣子”的过程中,测量船在其上方海面向海底发射1500m/s的超声波,并测得超声波从发射到反射回海面经历时间为0.2s,则“黑匣子”所在海域的深度约为多少m?
(2)当潜水员找到“黑匣子”时,发现它已经陷入海底的淤泥中仅有一个面(12cm×20cm)露出海水中,则此时该面受到海水的压强约为多少?(设海水的密度为1.0×103kg/m3)
(3)若“黑匣子”是长约30cm,宽约20cm,高约12cm的长方体,重力约100N.清除表面一些淤泥后,潜水员将其托在手中,此时他对“黑匣子”向上的托力应为多大?
正确答案:
已知:超声波的速度v=1500m/s,超声波从发射到反射回海面经历时间为t=0.2s,海水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,黑匣子重力G=100N,长a=30cm=0.3m,宽b=20cm=0.2m,高c=12cm=0.12m
求:(1)“黑匣子”所在海域的深度h=?;(2)该面受到海水的压强p=?;(3)他对“黑匣子”向上的托力F=?
(1)∵v=st
∴超声波所走的路程s=vt=1500m×0.2s=300m,
“黑匣子”所在海域的深度:
h=s2=12×300m=150m;
(2)该面受到海水的压强:
P=ρgh=103kg/m3×9.8N/kg×150m=1.47×106Pa;
(3)黑匣子的体积:V=abc=0.3m×0.2m×0.12m=0.0072m3,
黑匣子受的浮力:F浮=ρgV排=103kg/m3×9.8N/kg×0.0072m3=70.56N,
他对“黑匣子”向上的托力:F=G-F浮=100N-70.56N=29.44N.
答:(1)“黑匣子”所在海域的深度约为150m;
(2)该面受到海水的压强约为1.47×106Pa;
(3)他对“黑匣子”向上的托力应为29.44N.
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